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JP2010008352A - Size measuring method and size measuring device - Google Patents

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JP2010008352A
JP2010008352A JP2008170741A JP2008170741A JP2010008352A JP 2010008352 A JP2010008352 A JP 2010008352A JP 2008170741 A JP2008170741 A JP 2008170741A JP 2008170741 A JP2008170741 A JP 2008170741A JP 2010008352 A JP2010008352 A JP 2010008352A
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JP
Japan
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measurement object
image
dimension
scale
space
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP2008170741A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Xu Gang
剛 徐
Takahisa Nakayama
貴央 中山
Shigeru Matsumura
繁 松村
Yukio Morishita
由喜夫 森下
Motoyuki Hasegawa
基行 長谷川
Takeo Komine
岳央 小峯
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Ishida Co Ltd
Kyoto Robotics Corp
Original Assignee
Ishida Co Ltd
3D Media Co Ltd
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Publication date
Application filed by Ishida Co Ltd, 3D Media Co Ltd filed Critical Ishida Co Ltd
Priority to JP2008170741A priority Critical patent/JP2010008352A/en
Publication of JP2010008352A publication Critical patent/JP2010008352A/en
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  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a size measuring device measuring size of each side of a measurement object based on one image containing the measurement object and a reference meter indicating a reference length arranged on a plane of the measurement object. <P>SOLUTION: The size measuring device 100 includes an imaging means 20 imaging an image containing a measurement object 1 of rectangular parallelepiped shape and a reference meter 2 containing a reference length arranged preliminarily on a plane of the measurement object 1, an image processing means extracting a vertex and the reference meter 2 of the measurement object 1 from the image imaged by the imaging means 20, and a size calculating means deriving parameters of a position, an attitude and a size in a three-dimensional space of the measurement object 1 from a two-dimensional coordinates on the image plane of the vertex extracted, obtaining a spatial scale or a ratio of a distance in real space and the distance in the three-dimensional space using the reference meter 2, and calculating sizes of each side of the measurement object 1 based on scale of the space and the parameters. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、測定対象物を撮像した画像から測定対象物の各辺の寸法を測定する寸法測定方法及び寸法測定装置に関する。   The present invention relates to a dimension measuring method and a dimension measuring apparatus for measuring the dimension of each side of a measuring object from an image obtained by imaging the measuring object.

宅配便等で荷物を送る場合、その配送料金は、当該荷物の重量と共に荷物の長さ、幅、高さを合計した値により決定される場合が多い。そのために、通常の宅配便等の荷物の配送を受付ける業務においては、荷物の長さ、幅、高さの寸法を測定するために、巻尺や定規等を使用して、3方向の長さを測定している。しかしながら、巻尺や定規等を使用する場合、3方向の長さを手作業で測定しなければならないため、測定作業に時間を要するという問題がある。   When a package is sent by a courier, the delivery fee is often determined by the total length, width and height of the package along with the weight of the package. For this reason, in the business of accepting delivery of parcels such as ordinary courier services, in order to measure the length, width and height of the parcel, the length in three directions is measured using a tape measure or a ruler. Measuring. However, when using a tape measure, a ruler, or the like, there is a problem that it takes time for the measurement work because the length in three directions must be measured manually.

そこで、上記の問題を解決するために、特許文献1では、予め一辺の長さが既知の正方形のコードを備えた表示媒体が面上に印刷された荷物を前記表示媒体が印刷された面を含む方向から撮影した第1の画像及び前記荷物の他の面を含む方向から撮影した第2の画像から荷物の立体寸法を算出する方法が開示されている。   Therefore, in order to solve the above problem, in Patent Document 1, a surface on which a display medium provided with a square code whose side length is known in advance is printed on the surface on which the display medium is printed. A method for calculating a three-dimensional size of a package from a first image captured from a direction including the image and a second image captured from a direction including the other surface of the package is disclosed.

また、特許文献2では、予め長さ方向、幅方向、高さ方向の3方向の長さが既知の立体形状のマーカを寸法測定の対象となる貨物の角に取り付け、マーカが取り付けられている貨物の角を含む画像を撮影し、前記マーカの長さに基づいて貨物の各辺の寸法を求めている。
特開2003−303222号公報 特開2002−286420号公報
Further, in Patent Document 2, a marker having a three-dimensional shape with known lengths in the length direction, the width direction, and the height direction is previously attached to the corner of the cargo to be measured, and the marker is attached. An image including the corner of the cargo is taken, and the dimensions of each side of the cargo are obtained based on the length of the marker.
JP 2003-303222 A JP 2002-286420 A

しかしながら、特許文献1では、荷物の寸法を測定するために、表示媒体が印刷された面及び他の面を撮影した2つの画像が必要となる。そのため、カメラを移動させて2回撮影を行うか、予め2台のカメラを設置しておく必要がある。また、測定精度を上げるために、夫々の面の真正面から撮影する必要がある。更に又、正方形のコードを備えた表示媒体を予め荷物に印刷しておかなければならないという手数を要する。   However, in Patent Document 1, in order to measure the size of a package, two images obtained by photographing the surface on which the display medium is printed and the other surface are required. For this reason, it is necessary to move the camera and perform shooting twice, or to install two cameras in advance. Further, in order to increase the measurement accuracy, it is necessary to photograph from the front of each surface. Furthermore, it is necessary to print a display medium with a square code on a package in advance.

特許文献2では、貨物の各辺の寸法を測定するために、マーカは、長さ、幅、高さの三方向の長さが既知である必要がある。また、マーカは、貨物の角に合わせて取り付けられる必要がある。そのため、マーカを配置する位置は、限定されることになり、マーカの位置がずれた場合には、貨物の各辺の正確な寸法を測定することができないという問題がある。   In patent document 2, in order to measure the dimension of each side of a cargo, the marker needs to be known in three directions of length, width, and height. Moreover, the marker needs to be attached according to the corner of the cargo. For this reason, the positions where the markers are arranged are limited, and there is a problem that when the positions of the markers are shifted, it is impossible to measure the exact dimensions of each side of the cargo.

本発明は、上記のような種々の課題を解決することを目的としてなされたものであって、測定対象物及び該測定対象物の面上又は該測定対象物の面の延長平面上に配置された基準長を示す基準尺を含む1つの画像から前記測定対象物の各辺の寸法を測定することができる寸法測定方法及び寸法測定装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made for the purpose of solving the various problems as described above, and is arranged on a measurement object and the surface of the measurement object or an extended plane of the surface of the measurement object. Another object of the present invention is to provide a dimension measuring method and a dimension measuring apparatus capable of measuring the dimension of each side of the measurement object from one image including a reference scale indicating a reference length.

上記目的を達成するために、本発明に係る寸法測定方法は、直方体形状の測定対象物の各辺の寸法を測定する寸法測定方法において、前記測定対象物の面上又は該測定対象物の面の延長平面上に基準長を示す基準尺を配置し、前記測定対象物及び前記基準尺の全体が収まり、且つ、前記測定対象物の2つ以上の面が写るように撮影して、1つの画像を生成し、生成した前記画像から前記測定対象物の頂点及び前記基準尺を抽出し、抽出した前記頂点の前記画像平面上における2次元座標から前記測定対象物の3次元空間における位置・姿勢及び寸法のパラメータを求め、前記基準尺を用いて、実空間における距離と前記3次元空間における距離との比率である空間のスケールを求め、該空間のスケール及び前記パラメータに基づいて、前記測定対象物の各辺の寸法を算出することを特徴としている。   In order to achieve the above object, a dimension measuring method according to the present invention is a dimension measuring method for measuring a dimension of each side of a rectangular parallelepiped measuring object on the surface of the measuring object or the surface of the measuring object. A reference scale indicating a reference length is placed on the extended plane of the image, and the measurement object and the whole of the reference scale are accommodated, and two or more surfaces of the measurement object are photographed. An image is generated, the vertex of the measurement object and the reference scale are extracted from the generated image, and the position / posture of the measurement object in a three-dimensional space from the two-dimensional coordinates of the extracted vertex on the image plane And a dimension parameter, and using the reference scale, a space scale that is a ratio of a distance in real space and a distance in the three-dimensional space is determined, and the measurement is performed based on the space scale and the parameter. It is characterized by calculating the size of each side of the object.

また、基準尺として、各マーカ間の距離が既知である2つ以上のマーカを備えているもの又は寸法が既知のパターンを備えているものを用いることができる。   In addition, as the reference scale, one having two or more markers whose distances between the markers are known or one having a pattern whose dimensions are known can be used.

また、本発明に係る寸法測定方法は、直方体形状の測定対象物の各辺の寸法を測定する寸法測定方法において、前記測定対象物の面上又は該測定対象物の面の延長平面上に寸法が既知の基準パターンを投影し、前記測定対象物及び前記基準パターンの全体が収まり、且つ、前記測定対象物の2つ以上の面が写るように撮影して、1つの画像を生成し、生成した前記画像から前記測定対象物の頂点及び前記基準パターンを抽出し、抽出した前記頂点の前記画像平面上における2次元座標から前記測定対象物の3次元空間における位置・姿勢及び寸法のパラメータを求め、前記基準尺を用いて、実空間における距離と前記3次元空間における距離との比率である空間のスケールを求め、該空間のスケール及び前記パラメータに基づいて、前記測定対象物の各辺の寸法を算出することを特徴としている。   Further, the dimension measuring method according to the present invention is a dimension measuring method for measuring a dimension of each side of a rectangular parallelepiped measuring object, wherein the dimension is measured on the surface of the measuring object or an extended plane of the surface of the measuring object. Project a known reference pattern, shoot so that the whole of the measurement object and the reference pattern can be accommodated, and two or more surfaces of the measurement object can be captured, and generate one image. The vertex of the measurement object and the reference pattern are extracted from the obtained image, and the parameters of the position, orientation and dimensions of the measurement object in the three-dimensional space are obtained from the two-dimensional coordinates of the extracted vertex on the image plane. Then, using the reference scale, a space scale that is a ratio of the distance in the real space and the distance in the three-dimensional space is obtained, and the measurement is performed based on the space scale and the parameter. It is characterized by calculating the size of each side of the elephant thereof.

本発明に係る寸法測定装置は、直方体形状の測定対象物の各辺の寸法を測定する寸法測定装置において、前記測定対象物及び該測定対象物の面上又は該測定対象物の面の延長平面上に予め配置された基準長を示す基準尺を含む画像を撮像する撮像手段と、該撮像手段により撮像された前記画像から前記測定対象物の頂点及び前記基準尺を抽出する画像処理手段と、抽出された前記頂点の前記画像平面上における2次元座標から前記測定対象物の3次元空間における位置・姿勢及び寸法のパラメータを求め、前記基準尺を用いて、実空間における距離と前記3次元空間における距離との比率である空間のスケールを求め、該空間のスケール及び前記パラメータに基づいて、前記測定対象物の各辺の寸法を算出する寸法算出手段と、を備えることを特徴としている。   The dimension measuring apparatus according to the present invention is a dimension measuring apparatus that measures the dimension of each side of a rectangular parallelepiped measuring object, and is an extension plane of the measuring object and the surface of the measuring object or the surface of the measuring object. An imaging unit that captures an image including a reference scale indicating a reference length arranged in advance thereon, an image processing unit that extracts a vertex of the measurement object and the reference scale from the image captured by the imaging unit; From the extracted two-dimensional coordinates of the vertex on the image plane, parameters of the position / posture and dimensions of the measurement object in the three-dimensional space are obtained, and the distance in the real space and the three-dimensional space are calculated using the reference scale. A size calculation means for obtaining a scale of a space that is a ratio to the distance in the space and calculating a size of each side of the measurement object based on the scale of the space and the parameter. It is characterized.

また、基準尺として、各マーカ間の距離が既知である2つ以上のマーカを備えているもの又は寸法が既知のパターンを備えているものを用いることができる。   In addition, as the reference scale, one having two or more markers whose distances between the markers are known or one having a pattern whose dimensions are known can be used.

また、本発明に係る寸法測定装置は、直方体形状の測定対象物の各辺の寸法を測定する寸法測定装置において、寸法が既知の基準パターンを投影する投影手段と、前記測定対象物及び該測定対象物の面上又は該測定対象物の面の延長平面上に前記投影手段により投影された前記基準パターンを含む画像を撮像する撮像手段と、該撮像手段により撮像された前記画像から前記測定対象物の頂点及び前記基準パターンを抽出する画像処理手段と、抽出された前記頂点の前記画像平面上における2次元座標から前記測定対象物の3次元空間における位置・姿勢及び寸法のパラメータを求め、前記基準尺を用いて、実空間における距離と前記3次元空間における距離との比率である空間のスケールを求め、該空間のスケール及び前記パラメータに基づいて、前記測定対象物の各辺の寸法を算出する寸法算出手段と、を備えることを特徴としている。   Further, the dimension measuring apparatus according to the present invention is a dimension measuring apparatus that measures the dimension of each side of a rectangular parallelepiped measuring object, a projection unit that projects a reference pattern with a known dimension, the measuring object, and the measurement object An imaging unit that captures an image including the reference pattern projected by the projection unit on the surface of the object or on an extended plane of the surface of the measurement object, and the measurement target from the image captured by the imaging unit Image processing means for extracting a vertex of the object and the reference pattern, and determining parameters of a position / attitude and a dimension of the measurement object in a three-dimensional space from a two-dimensional coordinate on the image plane of the extracted vertex, A reference scale is used to obtain a space scale that is a ratio of the distance in the real space and the distance in the three-dimensional space, and is based on the scale of the space and the parameter. Te, it is characterized by and a dimension calculation means for calculating the size of each side of the measurement object.

また、前記投影手段として、複数のレーザ光を平行に照射するものを用いることができる。   Moreover, what irradiates a some laser beam in parallel as said projection means can be used.

また、前記寸法測定装置において、前記撮像手段により撮像された画像を表示する表示手段と、該表示手段に表示された前記画像から前記測定対象物を指定する指定手段と、を更に備えることもできる。   The dimension measuring apparatus may further include display means for displaying an image picked up by the image pickup means, and specifying means for specifying the measurement object from the image displayed on the display means. .

また、前記撮像手段として、CCDカメラ又はCMOSカメラを用いることができる。また、CCDカメラは、1次元バーコード及び/又は2次元バーコードを読取る機能を有することが好適である。   Further, a CCD camera or a CMOS camera can be used as the imaging means. The CCD camera preferably has a function of reading a one-dimensional barcode and / or a two-dimensional barcode.

本発明に係る寸法測定方法では、宅配便等の荷物の配送料金を決定するために、荷物の各辺の寸法を測定する際、当該荷物が直方体形状の測定対象物であれば、荷物の面上又は荷物の面の延長平面上に基準長を示す基準尺を配置し、荷物及び前記基準尺の全体が収まり、且つ、前記荷物の2つ以上の面が写るように撮影した1つの画像から、前記荷物の各辺の寸法を測定することができる。そのため、荷物の長さ方向、幅方向、高さ方向に関して、それぞれ一方向ずつ測定する必要がなく、1つの画像から荷物の各辺の寸法を測定することができるので、作業効率を格段に向上させることができる。また、基準尺は、荷物の面上又は荷物の面の延長平面上であれば、どのような方向に配置しても良いので、基準尺の配置位置等を気にすることなく、簡易な作業で荷物の各辺の寸法を測定することができ、作業効率の向上を図ることができる。   In the dimension measuring method according to the present invention, when measuring the dimensions of each side of a package in order to determine the delivery fee of the package such as courier, if the package is a rectangular parallelepiped measurement object, the surface of the package From a single image taken so that the reference scale indicating the reference length is placed on the upper surface or an extended plane of the surface of the luggage, the entire luggage and the reference scale are accommodated, and two or more surfaces of the luggage are reflected The dimensions of each side of the luggage can be measured. Therefore, there is no need to measure each direction in the length direction, width direction, and height direction of the load, and the dimensions of each side of the load can be measured from one image, so the work efficiency is greatly improved. Can be made. In addition, since the reference scale may be arranged in any direction as long as it is on the surface of the luggage or an extended plane of the luggage surface, simple work can be done without worrying about the position of the reference scale. Thus, the dimensions of each side of the luggage can be measured, and the work efficiency can be improved.

また、基準尺が、各マーカ間の距離が既知である2つ以上のマーカを備えるものであれば、各マーカ間の距離を利用することにより、測定対象物の各辺の寸法を測定することができる。   In addition, if the reference scale includes two or more markers whose distances between the markers are known, the dimensions of each side of the measurement object are measured by using the distances between the markers. Can do.

また、基準尺は、寸法が既知のパターンを備えるものでも良く、例えば、宅配物の送り状等のように寸法が予め決まっているものをパターンとして利用することにより、測定対象物の各辺の寸法を測定することもできるので、より作業効率を向上させることができる。   In addition, the reference scale may be provided with a pattern whose dimensions are known. For example, the dimension of each side of the measurement object is obtained by using a pattern whose dimensions are determined in advance, such as an invoice for delivery. Therefore, working efficiency can be further improved.

また、寸法が既知の基準パターンを測定対象物の面上又は該測定対象物の面の延長平面上に投影する場合も、基準尺を配置する場合と同様に、測定対象物及び前記基準パターンの全体が収まり、且つ、前記測定対象物の2つ以上の面が写るように撮影した1つの画像から、前記測定対象物の各辺の寸法を測定することができるので、寸法測定の作業効率を向上させることができる。   In addition, when projecting a reference pattern with a known dimension on the surface of the measurement object or on an extended plane of the surface of the measurement object, the measurement object and the reference pattern may be It is possible to measure the dimensions of each side of the measurement object from one image that is captured so that two or more surfaces of the measurement object are captured, so that the work efficiency of the dimension measurement is improved. Can be improved.

本発明に係る寸法測定装置によれば、撮像手段により測定対象物及び該測定対象物の面上又は該測定対象物の面の延長平面上に予め配置された基準尺を含む画像を撮像すれば、測定対象物の各辺の寸法を算出することができるので、寸法測定の作業を効率良く行うことができる。   According to the dimension measuring apparatus according to the present invention, if an image including a reference object preliminarily arranged on the surface of the measuring object and the surface of the measuring object or on the extended plane of the surface of the measuring object is captured by the image pickup means. Since the dimension of each side of the measurement object can be calculated, the dimension measurement work can be performed efficiently.

また、本発明に係る寸法測定装置によれば、撮像手段により測定対象物及び該測定対象物の面上又は該測定対象物の面の延長平面上に投影手段により投影された前記基準パターンを含む画像を撮像すれば、測定対象物の各辺の寸法を算出することができるので、寸法測定の作業を効率良く行うことができる。   The dimension measuring apparatus according to the present invention includes the reference pattern projected by the projecting unit on the measurement object and the surface of the measurement object or an extended plane of the surface of the measurement object by the imaging unit. If an image is taken, the dimension of each side of the measurement object can be calculated, so that the dimension measurement work can be performed efficiently.

また、前記寸法測定装置において、前記撮像手段により撮像された画像を表示する表示手段と、該表示手段に表示された前記画像から前記測定対象物を指定する指定手段と、を更に備えることにより、画像を撮像する環境や背景等の影響により画像処理手段による測定対象物の抽出が行えない場合でも、測定者が表示手段に表示された画像から測定対象物を指定することができる。これにより、測定者が測定対象物を判断できる程度の画像であれば、画像処理手段により測定対象物の頂点が抽出できなかった場合でも、測定対象物の各辺の寸法を算出することが可能になる。   Further, in the dimension measuring apparatus, by further comprising display means for displaying an image picked up by the image pickup means, and specifying means for specifying the measurement object from the image displayed on the display means, Even when the measurement object cannot be extracted by the image processing means due to the influence of the environment where the image is captured, the background, or the like, the measurer can specify the measurement object from the image displayed on the display means. As a result, the dimensions of each side of the measurement object can be calculated even if the image processing means cannot extract the vertices of the measurement object as long as the image can be determined by the measurer. become.

また、撮像手段として、1次元バーコード及び/又は2次元バーコードを読取る機能を有するCCDカメラを用いることにより、例えば、1次元バーコード又は2次元バーコードに測定対象物に関する情報を予め格納し、該測定対象物に貼付しておけば、CCDカメラからその情報を読取ることで、測定対象物の種類等を把握することも可能となる。また、CCDカメラの撮像機能を共有することにより、ハード機能を単純化することができる。   In addition, by using a CCD camera having a function of reading a one-dimensional barcode and / or a two-dimensional barcode as an imaging unit, for example, information on a measurement object is stored in advance in the one-dimensional barcode or the two-dimensional barcode. If it is attached to the measurement object, the type of the measurement object can be grasped by reading the information from the CCD camera. Also, by sharing the imaging function of the CCD camera, the hardware function can be simplified.

以下、本発明の第1の実施形態に係る寸法測定方法及び寸法測定装置について、図面に基づき説明する。本発明の第1の実施形態に係る寸法測定装置100は、測定対象物となる略直方体形状の荷物1の各辺の寸法を測定するためのものであり、図1に示すように、荷物1を撮像するための撮像手段20と、該撮像手段20に接続されたコンピュータ30を備えている。   Hereinafter, a dimension measuring method and a dimension measuring apparatus according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. The dimension measuring apparatus 100 according to the first embodiment of the present invention is for measuring the dimension of each side of a substantially rectangular parallelepiped luggage 1 that is a measurement object. As shown in FIG. The image pickup means 20 for picking up images and a computer 30 connected to the image pickup means 20 are provided.

図2に示すように、コンピュータ30は、制御部(CPU:Central Processing Unit)31、入出力インタフェース32、画像処理部(画像処理手段)33、操作部34、表示部35、画像メモリ36、RAM(Random Access Memory)37、及びROM(Read Only Memory)38等を備えたものであって、各部31〜38はバス39を介して通信可能に接続されている。   As shown in FIG. 2, a computer 30 includes a control unit (CPU: Central Processing Unit) 31, an input / output interface 32, an image processing unit (image processing means) 33, an operation unit 34, a display unit 35, an image memory 36, and a RAM. (Random Access Memory) 37, ROM (Read Only Memory) 38, and the like, and each unit 31 to 38 is communicably connected via a bus 39.

撮像手段20は、測定対象物となる荷物1等の画像を撮像するものであり、CCDカメラ20により構成されている。具体的には、2次元にCCD(Charge Coupled Device:電荷結合素子)画素が配置されたCCDセンサを用いたデジタルカメラ或いはデジタルビデオカメラ等から成る。CCDカメラ20で撮像された画像は、入出力インタフェース32を介してコンピュータ30に自動的に取込まれ、画像処理部33に出力される。尚、撮像手段20は、CCDカメラ20に限定されるものではなく、CMOSカメラ或いはその他の撮像素子を備えるものを用いることも可能である。   The imaging means 20 captures an image of the luggage 1 or the like that is a measurement target, and is configured by a CCD camera 20. Specifically, the image forming apparatus includes a digital camera or a digital video camera using a CCD sensor in which CCD (Charge Coupled Device) pixels are two-dimensionally arranged. An image captured by the CCD camera 20 is automatically taken into the computer 30 via the input / output interface 32 and output to the image processing unit 33. Note that the imaging unit 20 is not limited to the CCD camera 20, and a CMOS camera or other imaging device may be used.

制御部31は、ROM38に予め格納されている制御プログラムに従って寸法測定装置100を構成する各部の動作の制御や後述する画像処理部33での所定の画像処理により得られる画像処理データ及びRAM38に予め格納されているデータに基づいて、荷物1の各辺の寸法を算出する処理(寸法算出手段31a)等を行う。   The control unit 31 preliminarily stores the image processing data obtained by controlling the operation of each unit constituting the dimension measuring apparatus 100 according to a control program stored in advance in the ROM 38 and predetermined image processing in the image processing unit 33 described later, and the RAM 38 in advance. Based on the stored data, processing for calculating the dimensions of each side of the package 1 (size calculation means 31a) and the like are performed.

入出力インタフェース32は、各種データのやり取り等を行うためのものであり、CCDカメラ20で撮像された画像等は、この入出力インタフェース32を介して、コンピュータ30に取込まれる。   The input / output interface 32 is for exchanging various types of data, and the image captured by the CCD camera 20 is taken into the computer 30 via the input / output interface 32.

画像処理部33は、CCDカメラ20から出力された画像に対して所定の画像処理を行う。CCDカメラ20は、レンズ歪み等の各種の幾何学的な歪みにより生じる画像のゆがみ等、一定固有の特性を有しており、これらの特性を校正するための内部パラメータがRAM37に格納されている。画像処理部33では、計測精度を向上させるために、CCDカメラ20から出力された画像に対して、CCDカメラ20の内部パラメータに基づいて、レンズ歪みの補正処理を行った画像処理データ等を生成する。   The image processing unit 33 performs predetermined image processing on the image output from the CCD camera 20. The CCD camera 20 has certain inherent characteristics such as image distortion caused by various geometric distortions such as lens distortion, and internal parameters for calibrating these characteristics are stored in the RAM 37. . The image processing unit 33 generates image processing data or the like obtained by performing lens distortion correction processing on the image output from the CCD camera 20 based on the internal parameters of the CCD camera 20 in order to improve measurement accuracy. To do.

操作部34は、各種の設定等を行うためのものであり、例えば、後述する図1に示す基準尺2の長さのデータ等をRAM37に書込む作業等の所定の入力を行うことができる。表示部35は、液晶ディスプレイ(LCD:Liquid Crystal Display)又はCRT(Cathod Ray Tube)ディスプレイ等の表示装置から構成されており、CCDカメラ20により撮像された画像や荷物1の各辺の寸法を算出した結果等を表示する。   The operation unit 34 is for performing various settings and the like. For example, the operation unit 34 can perform predetermined input such as an operation of writing data of the length of the reference scale 2 shown in FIG. . The display unit 35 includes a display device such as a liquid crystal display (LCD) or a CRT (Cathode Ray Tube) display. The display unit 35 calculates an image captured by the CCD camera 20 and the dimensions of each side of the package 1. The result is displayed.

画像メモリ36は、CCDカメラ20により撮像された画像や画像処理部33にて画像処理された画像処理データ等を格納する。   The image memory 36 stores an image captured by the CCD camera 20, image processing data processed by the image processing unit 33, and the like.

RAM37は、寸法測定装置100の処理動作に用いる設定データや動作データ等の各種データを読出し及び書込み可能な状態で格納するメモリであり、例えば、CCDカメラ20の内部パラメータや寸法を算出する際に用いる基準尺2の長さを示すデータ等を格納している。   The RAM 37 is a memory that stores various data such as setting data and operation data used for the processing operation of the dimension measuring apparatus 100 in a readable and writable state. For example, when calculating internal parameters and dimensions of the CCD camera 20. Data indicating the length of the reference scale 2 to be used is stored.

ROM38は、制御部31により寸法測定装置100を構成する各部の動作を制御するための各種プログラムを格納するメモリであり、荷物1の各辺の寸法を算出するためのプログラム等を格納している。   The ROM 38 is a memory that stores various programs for controlling the operation of each unit constituting the dimension measuring apparatus 100 by the control unit 31, and stores a program for calculating the dimensions of each side of the luggage 1. .

本実施形態に係る寸法測定方法は、このような寸法測定装置100によって、測定対象となる荷物1の各辺の寸法を測定するものである。尚、荷物1は、図1に示すように立方体を含む直方体形状で形成されるものである。   The dimension measuring method according to the present embodiment measures the dimensions of each side of the load 1 to be measured by such a dimension measuring apparatus 100. The luggage 1 is formed in a rectangular parallelepiped shape including a cube as shown in FIG.

まず、荷物1の各辺の寸法を測定する際、測定者は、図1に示すように、荷物1の上面4に2つのマーカ3をそれぞれ両端付近に備える基準尺2を配置する。この際、測定者は、基準尺2を上面4の辺と平行になるように配置する必要はなく、図1に示すように上面4上の任意の位置に基準尺2を配置することができる。以下、寸法測定装置100を用いて実行される寸法測定方法の流れについて図4のフローチャートを用いて説明する。尚、寸法測定装置100が行う以下の処理動作は、ROM38に格納されるプログラムに基づいて、制御部31が発行する命令に従って、行われるものである。   First, when measuring the dimension of each side of the luggage 1, the measurer arranges the reference scale 2 provided with two markers 3 near the both ends on the upper surface 4 of the luggage 1, as shown in FIG. At this time, the measurer does not have to arrange the reference measure 2 so as to be parallel to the side of the upper surface 4, and can arrange the reference measure 2 at an arbitrary position on the upper surface 4 as shown in FIG. 1. . Hereinafter, the flow of the dimension measuring method executed using the dimension measuring apparatus 100 will be described with reference to the flowchart of FIG. The following processing operations performed by the dimension measuring apparatus 100 are performed according to instructions issued by the control unit 31 based on a program stored in the ROM 38.

S1では、測定者は、CCDカメラ20により荷物1及び上面4に配置された基準尺2の全体が収まり、且つ、荷物1の少なくとも2つの面が写る方向から撮像する。尚、撮像された画像は、表示部35で確認することができ、撮像された画像に荷物1の全体が収まってない場合や荷物1の面が1つしか写っていない場合等は、再びCCDカメラ20により画像を撮像する。   In S <b> 1, the measurer takes an image from the direction in which the whole of the scale 1 placed on the luggage 1 and the upper surface 4 is accommodated by the CCD camera 20 and at least two surfaces of the luggage 1 are captured. The captured image can be confirmed on the display unit 35. If the entire package 1 does not fit in the captured image or only one surface of the package 1 is shown, the CCD is again displayed. An image is picked up by the camera 20.

図3に示すように、CCDカメラ20により撮像された画像が、荷物1及び上面4に配置された基準尺2の全体が収まり、且つ、荷物1の2つ以上の面を含むものであれば、その画像をコンピュータ30の画像処理部33に出力する。尚、ここでは、図3に示すように、荷物1の上面4、正面5、側面6の3つの面を含む画像を例に説明する。   As shown in FIG. 3, if the image captured by the CCD camera 20 includes the entire package 1 and the reference scale 2 arranged on the upper surface 4 and includes two or more surfaces of the package 1. The image is output to the image processing unit 33 of the computer 30. Here, as shown in FIG. 3, an image including three surfaces of the upper surface 4, the front surface 5, and the side surface 6 of the luggage 1 will be described as an example.

次に、S2では、画像処理部33が、図5に示すようにCCDカメラ20で撮像された画像から背景部分と荷物1の境界線、荷物1の内部輪郭線、及び基準尺2に備えられた2つのマーカ3の射影点Q1,Q2を抽出する。そして、画像処理部33は、抽出された境界線及び内部輪郭線のそれぞれの交点を抽出することにより荷物1の頂点P1〜P7を抽出する。尚、図5では、画像平面Iに射影された荷物1の7個の頂点P1〜P7全てを抽出した例を示しているが、全ての頂点を抽出する必要はなく、後述するように画像の主点座標及びCCDカメラの焦点距離が分かっている場合には、荷物1の1つの面に属する3個の頂点と他の面に属する1個の頂点を合わせた4個の頂点のみを抽出すれば良い。   Next, in S2, the image processing unit 33 is provided on the boundary between the background portion and the luggage 1, the inner contour line of the luggage 1, and the reference scale 2 from the image captured by the CCD camera 20, as shown in FIG. Projection points Q1 and Q2 of the two markers 3 are extracted. Then, the image processing unit 33 extracts the vertices P1 to P7 of the luggage 1 by extracting the intersections of the extracted boundary line and internal contour line. Note that FIG. 5 shows an example in which all seven vertices P1 to P7 of the luggage 1 projected onto the image plane I are extracted, but it is not necessary to extract all the vertices, and as will be described later, If the principal point coordinates and the focal length of the CCD camera are known, only the four vertices, which are the three vertices belonging to one surface of the luggage 1 and the one vertex belonging to the other surface, are extracted. It ’s fine.

そして、S3では、S2で抽出された荷物1の頂点P1〜P7の2次元座標を基に制御部31の寸法算出手段31aが、図3に示す荷物1の3次元空間における3次元位置・姿勢及び寸法等のパラメータを算出する。   In S3, based on the two-dimensional coordinates of the vertices P1 to P7 of the luggage 1 extracted in S2, the dimension calculating means 31a of the control unit 31 performs the three-dimensional position / posture in the three-dimensional space of the luggage 1 shown in FIG. And parameters such as dimensions are calculated.

具体的に寸法算出手段31aでは、図3に示すように、ワールド座標系の原点(0,0,0)を荷物1の中心に設定し、荷物1の長さ方向、幅方向、高さ方向にそれぞれX軸、Y軸、Z軸を設定する。そして、荷物1の長さを2L、幅を2W、高さを2Hと設定すると、3次元空間における荷物1の8個の頂点は、図3に示すようにそれぞれ(L,W,H)、(−L,W,H)、(L,−W,H)、(−L,−W,H)、(L,W,−H)、(L,−W,−H)、(−L,W,−H)、(−L,−W,−H)の3次元座標として表される。   Specifically, in the dimension calculating means 31a, as shown in FIG. 3, the origin (0, 0, 0) of the world coordinate system is set at the center of the load 1, and the length direction, the width direction, and the height direction of the load 1 are set. Set the X axis, Y axis, and Z axis respectively. Then, if the length of the load 1 is set to 2L, the width is set to 2W, and the height is set to 2H, the eight vertices of the load 1 in the three-dimensional space are (L, W, H) as shown in FIG. (-L, W, H), (L, -W, H), (-L, -W, H), (L, W, -H), (L, -W, -H), (-L , W, -H) and (-L, -W, -H).

そして、CCDカメラ20と荷物1との間を回転行列Rと並進ベクトルtで座標変換できるとすると、荷物1の頂点が画像平面I上に射影したときの画像座標、つまり画像平面I上のP1〜P7の2次元座標ui,νiは、数式(1)に示す射影方程式で表される。但し、数式(1)におけるnは画像平面I上における荷物1の頂点の数、fはCCDカメラ20の焦点距離、u,νは画像の主点座標、XiはL,W,Hで表される荷物1の頂点座標ベクトル、t,t,tは並進ベクトルt=[t,t,tの3成分、r,r,rは回転行列R=[r,r,rの3個の行ベクトルである。尚、頂点座標Xi,並進ベクトルt,回転行列Rは、それぞれ荷物1の寸法を表すパラメータ、荷物1の3次元位置を表すパラメータ、荷物1の姿勢を表すパラメータである。

Figure 2010008352
If the coordinate transformation between the CCD camera 20 and the package 1 can be performed with the rotation matrix R and the translation vector t, the image coordinates when the vertex of the package 1 is projected onto the image plane I, that is, P1 on the image plane I. The two-dimensional coordinates u i and ν i of .about.P7 are expressed by the projection equation shown in Expression (1). Where n is the number of vertices of the load 1 on the image plane I, f is the focal length of the CCD camera 20, u 0 and ν 0 are the principal point coordinates of the image, and X i is L, W, H , T 1 , t 2 , t 3 are three components of translation vector t = [t 1 , t 2 , t 3 ] T , and r 1 , r 2 , r 3 are rotation matrices R = [r 1 , r 2 , r 3 ] T is the three row vectors. The vertex coordinates X i , the translation vector t, and the rotation matrix R are a parameter that represents the size of the luggage 1, a parameter that represents the three-dimensional position of the luggage 1, and a parameter that represents the posture of the luggage 1, respectively.
Figure 2010008352

数式(1)における未知パラメータは、焦点距離f、画像の主点座標u,ν、荷物1の頂点座標ベクトルXiに含まれる3個のパラメータL,W,H、CCDカメラと荷物の間の変換を表す並進ベクトルt及び回転行列Rの6個のパラメータである。つまり、数式(1)には、合計12個の未知パラメータが含まれている。一方、数式(1)により、画像平面I上に射影された荷物1の1個の頂点につき2個の射影方程式が得られる。従って、荷物1の6個の頂点を用いれば、計12個の射影方程式が得られるので、この射影方程式を解くことにより、12個の未知パラメータの解を得ることができる。 The unknown parameters in Equation (1) are the focal length f, the principal point coordinates u 0 and ν 0 of the image, the three parameters L, W, and H included in the vertex coordinate vector X i of the package 1, the CCD camera and the package. 6 parameters of translation vector t and rotation matrix R representing conversion between That is, the equation (1) includes a total of 12 unknown parameters. On the other hand, two projection equations are obtained for one vertex of the luggage 1 projected onto the image plane I by the formula (1). Therefore, if six vertices of the luggage 1 are used, a total of 12 projection equations can be obtained. By solving this projection equation, 12 unknown parameter solutions can be obtained.

尚、上記では、未知パラメータを12個としているが、画像の主点座標u0,ν0が、既知の場合には、未知パラメータは10個になる。また、焦点距離fが既知である場合には、未知パラメータは9個に減るが、3次元空間における距離に対する実空間における距離の比率である空間のスケールを任意とすることができるので、独立変数は8個になる。その場合は、荷物1の4個の頂点の座標を用いることにより、8個の射影方程式が得られるので、この射影方程式を解くことにより8個の未知パラメータの解を得ることが可能である。但し、荷物1の1つの面に属する4個の頂点だけでは、求まらない寸法があるため、少なくとも荷物1の1つの面に属する3頂点と他の面に属する1頂点を合わせた4頂点の座標を用いることが必要である。   In the above description, the number of unknown parameters is 12. However, when the principal point coordinates u0 and ν0 of the image are known, the number of unknown parameters is 10. Further, when the focal length f is known, the number of unknown parameters is reduced to nine, but the scale of the space, which is the ratio of the distance in the real space to the distance in the three-dimensional space, can be made arbitrary. Will be eight. In that case, since eight projection equations can be obtained by using the coordinates of the four vertices of the luggage 1, it is possible to obtain eight unknown parameter solutions by solving this projection equation. However, since there are dimensions that cannot be obtained with only the four vertices belonging to one surface of the luggage 1, at least four vertices including the three vertices belonging to one surface of the luggage 1 and the one vertex belonging to the other surface are combined. It is necessary to use the coordinates.

また、数式(1)を変形すると、数式(2)が得られる。但し、sは、荷物1の各頂点の奥行を示す未知パラメータである。数式(2)の頂点座標Xに数式(1)の射影方程式を解くことにより得られたL,W,Hをそれぞれ代入することにより、sを直接解くことができる。尚、数式(3)の逆射影誤差Cを最小化する方法で未知パラメータを求めることもできる。

Figure 2010008352
Figure 2010008352
Further, when Equation (1) is transformed, Equation (2) is obtained. Here, s i is an unknown parameter indicating the depth of each vertex of the luggage 1. S i can be solved directly by substituting L, W, and H obtained by solving the projection equation of Expression (1) for the vertex coordinates X i of Expression (2). The unknown parameter can also be obtained by a method of minimizing the reverse projection error C in Expression (3).
Figure 2010008352
Figure 2010008352

数式(1)、(2)、(3)においては、3次元空間における距離に対する実空間における距離の比率である空間のスケールは決定できない。なぜなら、数式(1)の分子と分母をともに拡大又は縮小しても、画像平面Iに射影された画像座標は変わらないためである。従って、空間のスケールを別途求める必要がある。そこで、S4では、空間のスケールを求める。具体的にS4では、寸法算出手段31aは、S3で得られた荷物1の頂点の3次元座標から、荷物1の各面の方程式を求める。例えば、荷物1の座標系における上面と底面の平面方程式は、それぞれ数式(4)のように表される。また、厚みTを有する基準尺2が配置される場合、平面方程式は数式(5)のように表される。尚、基準尺2が用紙等の非常に薄い素材から成る場合には、T=0として扱うこともできるが、ここでは、基準尺2の厚みTは分かっているものとして説明する。

Figure 2010008352
Figure 2010008352
In the formulas (1), (2), and (3), the scale of the space that is the ratio of the distance in the real space to the distance in the three-dimensional space cannot be determined. This is because even if both the numerator and the denominator of Expression (1) are enlarged or reduced, the image coordinates projected onto the image plane I do not change. Therefore, it is necessary to obtain a space scale separately. Therefore, in S4, the space scale is obtained. Specifically, in S4, the dimension calculation means 31a obtains equations for each surface of the luggage 1 from the three-dimensional coordinates of the vertex of the luggage 1 obtained in S3. For example, the plane equations of the top surface and the bottom surface in the coordinate system of the luggage 1 are each expressed as Equation (4). In addition, when the reference scale 2 having the thickness T is arranged, the plane equation is expressed as Equation (5). If the reference scale 2 is made of a very thin material such as paper, it can be handled as T = 0, but here, the thickness T of the reference scale 2 is assumed to be known.
Figure 2010008352
Figure 2010008352

数式(5)をカメラ座標系Xに変化すると、数式(6)のように表される。但し、cは回転行列Rの3列目のベクトルを表している。

Figure 2010008352
When Formula (5) is changed to the camera coordinate system Xc , it is expressed as Formula (6). Here, c represents a vector in the third column of the rotation matrix R.
Figure 2010008352

そして、図6に示すように、焦点Fと2つのマーカ3の画像平面I上の射影点Q1(q1u,q1ν)、Q2(q2u,q2ν)とを結ぶ2本の直線l,lを引き、3次元空間における荷物1の上面4との交点R1,R2を求めることにより、マーカ3のそれぞれの3次元座標を得る。この場合、カメラ座標系Xでは、焦点と画像平面I上の1点を結ぶ直線の式は、数式(7)で表される。但し、sは未知のパラメータである。従って、2本の直線l,lの式は、以下の数式(8)のように表される。但し、sq1,sq2は未知のパラメータである。そして、この数式(8)と数式(6)に示す荷物1の上面4の平面を表す方程式cT(X−t)=H+Tから3次元空間におけるマーカ3のそれぞれの3次元座標が求められる。このようにして求められたマーカ3のそれぞれの3次元座標からマーカ3間の距離dを求める。そして、予めRAM37に格納されている実空間におけるマーカ3間の距離Dとの比率(D/d)を計算することにより空間のスケールを算出する。

Figure 2010008352
Figure 2010008352
Then, as shown in FIG. 6, two straight lines l 1 connecting the focal point F and the projection points Q1 (q 1u , q ) and Q2 (q 2u , q ) on the image plane I of the two markers 3. , L 2 , and obtaining the intersections R1, R2 with the upper surface 4 of the load 1 in the three-dimensional space, the respective three-dimensional coordinates of the marker 3 are obtained. In this case, in the camera coordinate system Xc , an equation of a straight line connecting the focal point and one point on the image plane I is expressed by Equation (7). Here, s is an unknown parameter. Therefore, the formulas of the two straight lines l 1 and l 2 are expressed as the following formula (8). However, s q1 and s q2 are unknown parameters. Then, the respective three-dimensional coordinates of the marker 3 in the three-dimensional space are obtained from the equation c T (X c -t) = H + T representing the plane of the upper surface 4 of the luggage 1 shown in the equations (8) and (6). . The distance d between the markers 3 is determined from the three-dimensional coordinates of the markers 3 thus determined. Then, the scale of the space is calculated by calculating the ratio (D / d) with the distance D between the markers 3 in the real space stored in the RAM 37 in advance.
Figure 2010008352
Figure 2010008352

S5では、S4で得られた空間のスケール(D/d)を全ての3次元座標に乗ずることにより、実空間上の寸法における荷物1の各頂点の3次元座標及び各辺の寸法を算出する。   In S5, the scale (D / d) of the space obtained in S4 is multiplied by all three-dimensional coordinates, thereby calculating the three-dimensional coordinates of each vertex and the dimensions of each side in the dimensions in the real space. .

S6では、S5で得られた荷物1の各辺の寸法を表示部35に出力する。このようにして、寸法測定装置100は、CCDカメラ20により撮像された1つの画像から荷物1の各辺の寸法を算出することができる。これにより、寸法測定装置100を用いれば、宅配便等の配送料金を決定するために、荷物1の各辺の寸法を測定する際、荷物1の長さ方向、幅方向、高さ方向に関して、それぞれ一方向ずつ測定する必要がなく、1つの画像から荷物1の各辺の寸法を測定することができるので、作業効率を格段に向上させることができる。尚、ここでは、図3に示すように、荷物1の上面4、正面5、側面6の3つの面を含む画像を例に説明したが、基準尺2が配置されている上面4を含む2つの面が写っている画像であれば、荷物1の頂点を6個抽出することできるので、荷物1の各辺の寸法を算出することは可能である。   In S6, the dimensions of each side of the luggage 1 obtained in S5 are output to the display unit 35. In this way, the dimension measuring apparatus 100 can calculate the dimension of each side of the luggage 1 from one image captured by the CCD camera 20. Thus, when the dimension measuring apparatus 100 is used, when measuring the dimensions of each side of the luggage 1 in order to determine the delivery charge for the courier service, etc., the length direction, the width direction, and the height direction of the luggage 1 Since it is not necessary to measure each direction one by one, the dimensions of each side of the luggage 1 can be measured from one image, so that the work efficiency can be greatly improved. Here, as illustrated in FIG. 3, the image including the three surfaces of the upper surface 4, the front surface 5, and the side surface 6 of the luggage 1 has been described as an example, but the image includes the upper surface 4 on which the reference scale 2 is disposed. In the case of an image showing one surface, six vertices of the luggage 1 can be extracted, so that the dimensions of each side of the luggage 1 can be calculated.

以上の説明では、CCDカメラ20により撮像された画像から自動的に測定対象物である荷物1の各辺の寸法を算出する流れについて示したが、図4に示す画像処理部33によるS2での処理において、撮像された画像から画像処理部33が、荷物1の頂点を抽出できなかった場合には、表示部35に撮像された画像を表示するとともに、操作部34から測定対象物の頂点を指定する構成を採るようにしても良い。   In the above description, the flow of automatically calculating the dimension of each side of the package 1 as the measurement object from the image captured by the CCD camera 20 has been described. However, the image processing unit 33 shown in FIG. In the processing, when the image processing unit 33 cannot extract the vertex of the luggage 1 from the captured image, the captured image is displayed on the display unit 35 and the vertex of the measurement object is displayed from the operation unit 34. You may make it take the structure to designate.

この場合、S2の処理において、画像処理部33による荷物1の頂点の抽出ができないと判断した場合には、CCDカメラ20により撮像された画像を表示部35に表示する。そして、表示部35に表示された画像から測定対象物である荷物1の頂点を測定者が、操作部34により指定する。具体的には、例えば、画像処理部33による荷物1の頂点の抽出ができないと判断された場合は、表示部35に表示された画像上にポインタを表示するように設定する。そして、測定者は、ポインタをマウス(登録商標)等のポインティングデバイスにより操作し、荷物1の頂点にポインタを合わせて指定する。これにより、荷物1の頂点を示す指定信号が生成される。   In this case, if it is determined in the process of S2 that the vertex of the luggage 1 cannot be extracted by the image processing unit 33, the image captured by the CCD camera 20 is displayed on the display unit 35. Then, the measurer designates the apex of the load 1 as the measurement object from the image displayed on the display unit 35 by the operation unit 34. Specifically, for example, when it is determined that the vertex of the luggage 1 cannot be extracted by the image processing unit 33, the pointer is displayed on the image displayed on the display unit 35. Then, the measurer operates the pointer with a pointing device such as a mouse (registered trademark), and designates the pointer by aligning the pointer with the apex of the luggage 1. As a result, a designation signal indicating the apex of the luggage 1 is generated.

測定者は、荷物1の各辺の寸法を算出するのに必要な数の頂点を指定し終えると、操作部34により指定の終了を決定する。このようにして得られた画像上の荷物1の頂点を示す指定信号は、画像処理部33へ送られる。そして、画像処理部33は、送られた指定信号が示す画像上の点を荷物1の頂点と判断する。これにより、荷物1の頂点が抽出されたものと判断され、その後、図4に示すS3以降の処理を行う。尚、画像処理手段33が、荷物1の上面4に配置される基準パターン2に備えられたマーカ2の射影点Q1,Q2も抽出できない場合には、操作部34によりマーカ2の射影点Q1,Q2も指定できるように構成しても良い。   When the measurer finishes designating the number of vertices necessary to calculate the dimensions of each side of the luggage 1, the operation unit 34 determines the end of the designation. The designation signal indicating the apex of the luggage 1 on the image obtained in this way is sent to the image processing unit 33. Then, the image processing unit 33 determines that the point on the image indicated by the sent designation signal is the apex of the luggage 1. Thereby, it is determined that the apex of the luggage 1 has been extracted, and thereafter, the processing after S3 shown in FIG. 4 is performed. If the image processing unit 33 cannot extract the projection points Q1 and Q2 of the marker 2 provided in the reference pattern 2 arranged on the upper surface 4 of the luggage 1, the operation unit 34 causes the projection points Q1 and Q2 of the marker 2 to be extracted. You may comprise so that Q2 can also be designated.

以上のような構成を備えることにより、例えば、撮像する環境の影響により画像処理部33が、撮像された画像から荷物1の頂点を抽出できなかった場合でも、測定者が表示部35に表示された画像から荷物1の頂点を操作部34により指定することで、荷物1の各辺の寸法を算出することが可能になる。尚、画像処理部33が、荷物1の頂点を抽出できた場合には、操作部34による指定を省くように構成しても構わない。また、画像処理部33が、荷物1の頂点を抽出できなかった場合には、その旨を表示部35に表示したり、不図示のスピーカー等によりエラーを報知するように構成することもできる。   With the above-described configuration, for example, even when the image processing unit 33 cannot extract the vertex of the luggage 1 from the captured image due to the influence of the imaging environment, the measurer is displayed on the display unit 35. By designating the apex of the luggage 1 from the captured image using the operation unit 34, the dimensions of each side of the luggage 1 can be calculated. Note that when the image processing unit 33 can extract the apex of the luggage 1, the specification by the operation unit 34 may be omitted. In addition, when the image processing unit 33 cannot extract the apex of the luggage 1, it can be configured to display that fact on the display unit 35 or to notify an error by a speaker (not shown).

本実施形態では、各マーカ3間の距離dが既知のマーカ3を2つ備えた基準尺2を利用した場合を示しているが、基準尺2は、寸法が既知である四角形や三角形等のパターンを備えたものでも良い。また、パターンとして、例えば、図7に示すように、宅配便等の荷物に貼付される大きさが規定された長方形状の送り状7等を利用することも可能である。その場合には、基準尺2を配置する作業を省くこともできるので、より効率よく測定を行うことができる。   In the present embodiment, a case is shown in which a reference scale 2 having two markers 3 with known distances d between the respective markers 3 is used. However, the reference scale 2 is a square or a triangle whose dimensions are known. It may be provided with a pattern. Further, as the pattern, for example, as shown in FIG. 7, it is also possible to use a rectangular invoice 7 having a prescribed size to be attached to a package such as a courier. In that case, since the operation | work which arrange | positions the reference | standard scale 2 can also be omitted, it can measure more efficiently.

この場合、S2の処理において、画像処理部33は、送り状7を抽出することになる。そして、S4の処理において、送り状7の大きさが既知であることを用いて、空間のスケールを求める。   In this case, the image processing unit 33 extracts the invoice 7 in the process of S2. And in the process of S4, the scale of space is calculated | required using the magnitude | size of the invoice 7 known.

また、本実施形態では、基準尺2を荷物1の上面4に配置した例について説明したが、基準尺2は荷物1の正面5、側面6、又は荷物1が載置されている平面上に配置した場合でも同様に荷物1の各辺の寸法を算出することができる。例えば、荷物1が載置されている平面上に基準尺2を配置した場合、荷物1の底面と基準尺2が配置される平面とは、ほぼ同一平面上とみなすことができるので、S4の処理において基準尺2が配置される平面の平面方程式として数式(6)に示すcT(X−t)=T−Hを用いれば良い。 In the present embodiment, the example in which the reference scale 2 is arranged on the upper surface 4 of the luggage 1 has been described. However, the reference scale 2 is on the front surface 5, the side surface 6 of the luggage 1, or the plane on which the luggage 1 is placed. Even when it is arranged, the dimensions of each side of the luggage 1 can be calculated similarly. For example, when the reference scale 2 is arranged on the plane on which the luggage 1 is placed, the bottom surface of the luggage 1 and the plane on which the reference scale 2 is arranged can be regarded as substantially the same plane. measuring standard 2 may be used c T (X c -t) = T-H shown in equation (6) as a plane equation of a plane that is disposed in the process.

また、測定対象物は、荷物1のような直方体形状のものを複数積み重ねたもの或いは複数並べて配置したものであっても良い。この場合も、以上説明した方法と同様の方法により直方体形状の荷物1が複数組み合わさって構成される測定対象物の各辺の寸法を測定することが可能である。   Further, the measurement object may be a stack of a plurality of rectangular parallelepiped shapes such as the luggage 1, or a plurality of objects arranged side by side. In this case as well, it is possible to measure the dimensions of each side of the measurement object configured by combining a plurality of rectangular parallelepiped packages 1 by the same method as described above.

次に、本発明の第2の実施形態に係る寸法測定装置100aについて説明する。図8に示すように、寸法測定装置100aの外観は、ハンディターミナル型のものであり、人の手で掴むことができる程度の大きさを有して形成されている。寸法測定装置100aは、先端部分に撮像手段として、CCDカメラ20a(不図示)を搭載している。従って、測定者は、図8に示すように寸法測定装置100aの先端を測定対象物である荷物1の方向に向けて撮影する。   Next, the dimension measuring apparatus 100a according to the second embodiment of the present invention will be described. As shown in FIG. 8, the external appearance of the dimension measuring apparatus 100a is of a handy terminal type, and is formed to have a size that can be grasped by a human hand. The dimension measuring apparatus 100a is equipped with a CCD camera 20a (not shown) as an imaging means at the tip. Therefore, as shown in FIG. 8, the measurer takes an image with the tip of the dimension measuring device 100a facing the direction of the load 1 that is the measurement object.

また、寸法測定装置100aの外部には、操作部34及び表示部35が設けられている。操作部34には、CCDカメラ20aの撮像開始ボタンや所定の設定を行うための複数の操作ボタンが設けられている。また、表示部35は、CCDカメラ20aで撮像した画像や寸法測定の結果等を表示するためのものであり、液晶ディスプレイ(LCD:Liquid Crystal Display)により構成されている。   An operation unit 34 and a display unit 35 are provided outside the dimension measuring apparatus 100a. The operation unit 34 is provided with an imaging start button of the CCD camera 20a and a plurality of operation buttons for performing predetermined settings. The display unit 35 is for displaying an image captured by the CCD camera 20a, a result of dimension measurement, and the like, and is configured by a liquid crystal display (LCD).

また更に、CCDカメラ20aには、図8に示す荷物1の正面5に貼付されている1次元バーコード8や2次元バーコード9を読取る機能を有している。従って、荷物1の各辺の寸法を測定するための撮像とは別に、CCDカメラ20aは、CCDカメラ方式により、これらの1次元バーコード8或いは2次元バーコード9を読取ることができる。これにより、CCDカメラ20の撮像機能を共有することで、ハード機能を単純化することができる。   Further, the CCD camera 20a has a function of reading the one-dimensional barcode 8 and the two-dimensional barcode 9 attached to the front surface 5 of the luggage 1 shown in FIG. Accordingly, apart from imaging for measuring the dimensions of each side of the luggage 1, the CCD camera 20a can read the one-dimensional barcode 8 or the two-dimensional barcode 9 by the CCD camera system. Thereby, the hardware function can be simplified by sharing the imaging function of the CCD camera 20.

1次元バーコード8や2次元バーコード9は、荷物1に関する色々な情報を含ませることが可能である。従って、CCDカメラ20aからバーコード8,9を読取ることにより、容易に荷物1に関する情報を把握することができるので、荷物1の管理等が行い易くなる。また、バーコード8,9から読取ったデータは、表示部35に表示させるようにしても良い。   The one-dimensional barcode 8 and the two-dimensional barcode 9 can include various information regarding the luggage 1. Therefore, by reading the barcodes 8 and 9 from the CCD camera 20a, it is possible to easily grasp information relating to the luggage 1, so that the management of the luggage 1 and the like are facilitated. The data read from the barcodes 8 and 9 may be displayed on the display unit 35.

図9は、寸法測定装置100aの構成の一例を示しており、寸法測定装置100aは、CCDカメラ20a、制御部31、入出力インタフェース32、画像処理部33、操作部34、表示部35、画像メモリ36、RAM37、ROM38等を備えている。   FIG. 9 shows an example of the configuration of the dimension measuring apparatus 100a. The dimension measuring apparatus 100a includes a CCD camera 20a, a control unit 31, an input / output interface 32, an image processing unit 33, an operation unit 34, a display unit 35, and an image. A memory 36, a RAM 37, a ROM 38, and the like are provided.

尚、上記各部の機能については、第1の実施形態と同様の機能を有するものであるので、ここでは、詳細な説明は省略する。また、荷物1の各辺の寸法を算出する処理についても第1の実施形態と同様の処理を行うものである。   Note that the functions of the above-described units have the same functions as those in the first embodiment, and thus detailed description thereof is omitted here. The process for calculating the dimensions of each side of the luggage 1 is the same as that in the first embodiment.

本発明の第3の実施形態に係る寸法測定装置100bは、図10に示すように、荷物1を撮像するための撮像手段(CCDカメラ)20及び基準パターン10を投影する投影手段40とを備えた複合装置50と、該複合装置50に接続されたコンピュータ30から構成されている。尚、コンピュータ30については、図11に示すように、第1の実施形態と同様の構成から成るものであるので、ここでは詳細な説明は省略する。   As shown in FIG. 10, the dimension measuring apparatus 100 b according to the third embodiment of the present invention includes an imaging unit (CCD camera) 20 for imaging the luggage 1 and a projection unit 40 for projecting the reference pattern 10. The composite apparatus 50 and the computer 30 connected to the composite apparatus 50 are configured. Since the computer 30 has the same configuration as that of the first embodiment as shown in FIG. 11, detailed description thereof is omitted here.

投影手段40は、測定対象物となる荷物1の面上に基準パターン10を投影するためのレーザ光照射部(不図示)と荷物1の面上からの反射光を受光する受光部(不図示)を備えている。尚、基準パターン10を投影する位置は、荷物1の面の延長平面上でも良い。また、本実施形態では、スポット状の基準パターン10を投影する例を示しているが、基準パターン10の形状は、これに限定されるものではない。   The projecting means 40 includes a laser beam irradiation unit (not shown) for projecting the reference pattern 10 onto the surface of the package 1 as a measurement object and a light receiving unit (not shown) that receives reflected light from the surface of the package 1. ). The position where the reference pattern 10 is projected may be on an extended plane of the surface of the luggage 1. In this embodiment, an example in which the spot-like reference pattern 10 is projected is shown, but the shape of the reference pattern 10 is not limited to this.

寸法測定装置100bでは、操作部34からを入力された操作に基づいて、制御部31から投影手段40に対して基準パターン10を投影するための制御信号が送られる。これにより、図10に示すように、投影手段40は、荷物1の面上に基準パターン10を投影する。尚、予め投影手段40が、基準パターン10を投影しておき、測定者が荷物1を移動させることにより、荷物1の面上に基準パターン10が投影されるようにしても良い。   In the dimension measuring apparatus 100 b, a control signal for projecting the reference pattern 10 is sent from the control unit 31 to the projection unit 40 based on the operation input from the operation unit 34. Thereby, as shown in FIG. 10, the projection unit 40 projects the reference pattern 10 onto the surface of the luggage 1. Note that the projection unit 40 may project the reference pattern 10 in advance, and the reference pattern 10 may be projected onto the surface of the luggage 1 when the measurer moves the luggage 1.

投影手段40が基準パターン10を投影する角度θは、予め操作部34で設定することができるので、図10に示す角度θは既知である。そして、投影手段40から荷物1の上面4に投影された基準パターン10までの距離A,Bは、レーザ光照射部から投影された基準パターン10の荷物1からの反射光を受光部で受光するまでの時間からそれぞれ計測することができる。従って、基準パターン10間の距離Dは、数式(9)から求めることができる。このようにして、得られた距離Dは、RAM37に格納され、荷物1の各辺の寸法を算出する際に利用される。尚、図10では、基準パターン10を上面4に対して、斜めから投影する場合を示しているが、投影手段40を上面4と平行になるように設置した場合には、距離A,Bは等しいものとして扱うことができる。

Figure 2010008352
Since the angle θ at which the projection unit 40 projects the reference pattern 10 can be set in advance by the operation unit 34, the angle θ shown in FIG. 10 is known. The distances A and B from the projection means 40 to the reference pattern 10 projected onto the upper surface 4 of the luggage 1 are received by the light receiving section from the reflected light from the luggage 1 of the reference pattern 10 projected from the laser light irradiation section. Can be measured from the time until. Therefore, the distance D 1 of the between the reference pattern 10 can be obtained from equation (9). Thus, the distance D 1 obtained is stored in the RAM 37, it is used when calculating the size of each side of the luggage 1. 10 shows a case in which the reference pattern 10 is projected obliquely with respect to the upper surface 4, but when the projection means 40 is installed so as to be parallel to the upper surface 4, the distances A and B are as follows. Can be treated as equivalent.
Figure 2010008352

以下、寸法測定装置100bを用いて、荷物1の各辺の寸法を測定する寸法測定方法について説明するが、第1の実施形態と重複する処理については、詳細な説明は省略する。   Hereinafter, a dimension measuring method for measuring the dimension of each side of the luggage 1 using the dimension measuring apparatus 100b will be described. However, detailed description of the processing overlapping with that of the first embodiment will be omitted.

まず、測定者は、荷物1の各辺の寸法を算出するために、CCDカメラ20により荷物1及び基準パターン10の全体が収まり、且つ、荷物1の少なくとも2つの面が写る方向から撮像することにより、図12に示すような画像が得られる。得られた画像は、入出力インタフェース32を介して、画像処理部33に出力される。そして、画像処理部33では、第1の実施形態と同様に画像から荷物1の頂点及び基準パターン10を抽出する。   First, in order to calculate the dimensions of each side of the luggage 1, the measurer takes an image from the direction in which the entire luggage 1 and the reference pattern 10 are accommodated and at least two surfaces of the luggage 1 are reflected by the CCD camera 20. As a result, an image as shown in FIG. 12 is obtained. The obtained image is output to the image processing unit 33 via the input / output interface 32. Then, the image processing unit 33 extracts the apex of the luggage 1 and the reference pattern 10 from the image as in the first embodiment.

抽出された荷物1の頂点の2次元座標を基に寸法算出手段31aでは、荷物1の3次元位置・姿勢及び寸法等のパラメータを算出する。そして、寸法算出手段31aは、荷物1の頂点の3次元座標から、荷物1の各面の方程式を求める。投影手段40の基準パターン10を用いた場合は、基準パターン10の厚みを考慮する必要はないので、荷物1の上面4の平面方程式である数式(6)のTを0としたcT(X−t)=Hを用いる。 Based on the extracted two-dimensional coordinates of the top of the luggage 1, the dimension calculating means 31a calculates parameters such as the three-dimensional position / posture and dimensions of the luggage 1. Then, the dimension calculation means 31a obtains equations for each surface of the luggage 1 from the three-dimensional coordinates of the top of the luggage 1. When the reference pattern 10 of the projection means 40 is used, it is not necessary to consider the thickness of the reference pattern 10, so that c T (X c −t) = H is used.

そして、図12に示すCCDカメラ20の焦点Fと2つの基準パターン10の画像平面I上の射影点とを結ぶ2本の直線を引き、3次元空間における荷物1の上面4との交点を求めることにより、基準パターン10のそれぞれの3次元座標を得ることができる。このようにして得られた基準パターン10のそれぞれの3次元座標から基準パターン10間の距離dを求める。そして、予めRAM37に格納されている実際の基準パターン10間の距離Dとの比率(D/d)を計算することにより空間のスケールを算出する。 Then, two straight lines connecting the focal point F of the CCD camera 20 shown in FIG. 12 and the projection points on the image plane I of the two reference patterns 10 are drawn to obtain the intersection with the upper surface 4 of the luggage 1 in the three-dimensional space. As a result, the respective three-dimensional coordinates of the reference pattern 10 can be obtained. The distance d 1 between the reference patterns 10 is obtained from the three-dimensional coordinates of the reference patterns 10 obtained in this way. Then, the scale of the space is calculated by calculating the ratio (D 1 / d 1 ) with the distance D 1 between the actual reference patterns 10 stored in advance in the RAM 37.

そして、得られた空間のスケール(D/d)を全ての3次元座標に乗ずることにより、実空間上の寸法における荷物1の各頂点の3次元座標及び各辺の寸法を算出し、その結果を表示部35に出力する。 Then, by multiplying all the three-dimensional coordinates by the scale (D 1 / d 1 ) of the obtained space, the three-dimensional coordinates of each vertex and the dimensions of each side in the dimensions in the real space are calculated, The result is output to the display unit 35.

尚、投影手段40は、上記の構成に限定されるものではなく、図13に示すように、投影手段40(40a)と、CCDカメラ20をそれぞれ分けて設けても良く、投影手段40を天井等に固定しておいても良い。また、図13に示すように、投影手段40aが、平行にレーザ光A,Bを照射する2本のレーザポインタ41を備えるものであれば、投影手段40aを荷物1の上面4に向けて照射することにより、予めレーザ光A,Bの間隔Dが分かっている場合、その間隔Dを利用することにより、荷物1の各辺の寸法を算出することができる。従って、この場合には、受光部等を設けなくても良い。また、図13では、平行な2本のレーザ光A,Bが照射される場合を示しているが、レーザ光の数は、これに限定されるものでなく、夫々のレーザ光の間の距離が分かっていれば、3本以上のレーザ光を照射しても良い。 The projection unit 40 is not limited to the above configuration, and as shown in FIG. 13, the projection unit 40 (40a) and the CCD camera 20 may be provided separately. It may be fixed to etc. As shown in FIG. 13, if the projection unit 40 a includes two laser pointers 41 that irradiate laser beams A and B in parallel, the projection unit 40 a is irradiated toward the upper surface 4 of the luggage 1. by, if known beforehand laser light a, the distance D 2 of B, by utilizing the interval D 2, it is possible to calculate the size of each side of the luggage 1. Therefore, in this case, it is not necessary to provide a light receiving portion or the like. Further, FIG. 13 shows a case where two parallel laser beams A and B are irradiated, but the number of laser beams is not limited to this, and the distance between the respective laser beams. If it is known, three or more laser beams may be irradiated.

また、図14に示すように、第2の実施形態に示したようなハンディターミナル型の寸法測定装置100cに平行なレーザ光A,Bを照射するレーザポインタ(不図示)を備えるように構成しても良い。この場合、寸法測定装置100cの先端部に備えられるCCDカメラ(不図示)の両隣に平行にレーザ光A,Bを照射するレーザポインタ等を備えるのが好適である。これにより、CCDカメラで撮像する方向と同一の方向に対してレーザ光A,Bを照射することができる。この場合も図13と同様に、レーザ光A,B間の距離Dを利用することにより荷物1の各辺の寸法を算出することができる。また、ここでは、上面4にレーザ光A,Bが照射された場合を例にしているが、レーザ光A,Bは、夫々異なる面に照射されても良い。 Further, as shown in FIG. 14, the handy terminal type dimension measuring apparatus 100c as shown in the second embodiment is provided with a laser pointer (not shown) for irradiating parallel laser beams A and B. May be. In this case, it is preferable to provide a laser pointer or the like for irradiating laser beams A and B in parallel on both sides of a CCD camera (not shown) provided at the tip of the dimension measuring device 100c. Thereby, the laser beams A and B can be irradiated in the same direction as the direction imaged by the CCD camera. Again as in FIG 13, it is possible to calculate the size of each side of the package 1 by using the laser light A, the distance D 2 between B. In this example, the upper surface 4 is irradiated with the laser beams A and B, but the laser beams A and B may be irradiated onto different surfaces.

また、図15に示すように、投影手段40bとして、投影する距離に関係なく、一定の長さ寸法Dを有するライン10b等を基準パターンとして投影するものを使用することも可能である。この場合、図15に示すように、投影手段40bをライン10bが投影される荷物1の上面4と平行になるように設定することにより、上面4上には投影手段40と上面4までの距離に関係なく、一定の長さ寸法Dを有するライン10bが投影されることになる。従って、ライン10bが投影された上面4を含む荷物1をCCDカメラ20により撮像することにより、以上説明した方法と同様の方法により、荷物1の各辺の寸法を算出することができる。また、基準パターンとして、ライン10bの代わりに、投影する距離に関係なく一定の直径を有するサークル或いは一定の長さ寸法を有するクロスライン等を投影しても良い。 Further, as shown in FIG. 15, as the projection means 40b, regardless of the distance to be projected, it is also possible to use those projected as a reference pattern line 10b or the like having a predetermined length dimension D 3. In this case, as shown in FIG. 15, by setting the projection means 40b to be parallel to the upper surface 4 of the luggage 1 on which the line 10b is projected, the distance between the projection means 40 and the upper surface 4 is on the upper surface 4. regardless, the line 10b having a certain length D 3 is to be projected on. Therefore, by capturing the package 1 including the upper surface 4 on which the line 10b is projected with the CCD camera 20, the dimensions of each side of the package 1 can be calculated by the same method as described above. Further, as a reference pattern, instead of the line 10b, a circle having a constant diameter or a cross line having a constant length dimension may be projected regardless of the projected distance.

本発明の第1の実施形態に係る寸法測定装置の一例を示す概略説明図である。It is a schematic explanatory drawing which shows an example of the dimension measuring apparatus which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施形態に係る寸法測定装置の構成の一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of a structure of the dimension measuring apparatus which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 測定対象物の画像平面への射影を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating the projection to the image plane of a measuring object. 寸法測定装置の処理動作を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the processing operation of a dimension measuring apparatus. 画像平面から測定対象物の頂点及びマーカを抽出する様子を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows a mode that the vertex and marker of a measuring object are extracted from an image plane. 空間スケールの求め方を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating how to obtain | require a space scale. 測定対象物の画像平面への射影を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating the projection to the image plane of a measuring object. 本発明の第2の実施形態に係る寸法測定装置の一例を示す概略説明図である。It is a schematic explanatory drawing which shows an example of the dimension measuring apparatus which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施形態に係る寸法測定装置の構成の一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of a structure of the dimension measuring apparatus which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施形態に係る寸法測定装置の一例を示す概略説明図である。It is a schematic explanatory drawing which shows an example of the dimension measuring apparatus which concerns on the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施形態に係る寸法測定装置の構成の一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of a structure of the dimension measuring apparatus which concerns on the 3rd Embodiment of this invention. 測定対象物の画像平面への射影を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating the projection to the image plane of a measuring object. 平行するレーザ光を照射する投影手段を備えた寸法測定装置の一例を示す概略説明図である。It is a schematic explanatory drawing which shows an example of the dimension measuring apparatus provided with the projection means to irradiate the parallel laser beam. 平行するレーザ光を照射する投影手段を備えた寸法測定装置の他の一例を示す概略説明図である。It is a schematic explanatory drawing which shows another example of the dimension measuring apparatus provided with the projection means to irradiate the parallel laser beam. 基準パターンの例を説明するための概略説明図である。It is a schematic explanatory drawing for demonstrating the example of a reference | standard pattern.

符号の説明Explanation of symbols

1 荷物(測定対象物)
2 基準尺
3 マーカ
4 上面
5 正面
6 側面
7 送り状(パターン)
8 1次元バーコード
9 2次元バーコード
10、10a、10b 基準パターン
20、20a 撮像手段(CCDカメラ)
30 コンピュータ
33 画像処理部(画像処理手段)
31a 寸法算出手段
40、40a、40b 投影手段
41 レーザポインタ
100、100a、100b、100c 寸法測定装置
I 画像平面
1 Luggage (object to be measured)
2 Reference scale 3 Marker 4 Upper surface 5 Front surface 6 Side surface 7 Invoice (pattern)
8 One-dimensional barcode 9 Two-dimensional barcode 10, 10a, 10b Reference pattern 20, 20a Imaging means (CCD camera)
30 Computer 33 Image processing unit (image processing means)
31a Dimension calculation means 40, 40a, 40b Projection means 41 Laser pointer 100, 100a, 100b, 100c Dimensional measuring apparatus I Image plane

Claims (12)

直方体形状の測定対象物の各辺の寸法を測定する寸法測定方法において、
前記測定対象物の面上又は該測定対象物の面の延長平面上に基準長を示す基準尺を配置し、
前記測定対象物及び前記基準尺の全体が収まり、且つ、前記測定対象物の2つ以上の面が写るように撮影して、1つの画像を生成し、
生成した前記画像から前記測定対象物の頂点及び前記基準尺を抽出し、
抽出した前記頂点の前記画像平面上における2次元座標から前記測定対象物の3次元空間における位置・姿勢及び寸法のパラメータを求め、
前記基準尺を用いて、実空間における距離と前記3次元空間における距離との比率である空間のスケールを求め、
該空間のスケール及び前記パラメータに基づいて、前記測定対象物の各辺の寸法を算出することを特徴とする寸法測定方法。
In the dimension measuring method for measuring the dimension of each side of the measurement object having a rectangular parallelepiped shape,
Placing a reference scale indicating a reference length on the surface of the measurement object or on an extended plane of the surface of the measurement object;
The entire measurement object and the reference scale are accommodated, and two or more surfaces of the measurement object are photographed to generate one image,
Extract the vertex of the measurement object and the reference scale from the generated image,
Obtaining parameters of position / posture and dimensions of the measurement object in a three-dimensional space from the two-dimensional coordinates of the extracted vertex on the image plane;
Using the reference scale, a space scale that is a ratio of the distance in the real space and the distance in the three-dimensional space is obtained,
A dimension measuring method, wherein a dimension of each side of the measurement object is calculated based on the scale of the space and the parameter.
前記基準尺は、各マーカ間の距離が既知である2つ以上のマーカを備えていることを特徴とする請求項1に記載の寸法測定方法。   The dimension measuring method according to claim 1, wherein the reference scale includes two or more markers whose distances between the markers are known. 前記基準尺は、寸法が既知のパターンを備えていることを特徴とする請求項1に記載の寸法測定方法。   The dimension measuring method according to claim 1, wherein the reference scale includes a pattern having a known dimension. 直方体形状の測定対象物の各辺の寸法を測定する寸法測定方法において、
前記測定対象物の面上又は該測定対象物の面の延長平面上に寸法が既知の基準パターンを投影し、
前記測定対象物及び前記基準パターンの全体が収まり、且つ、前記測定対象物の2つ以上の面が写るように撮影して、1つの画像を生成し、
生成した前記画像から前記測定対象物の頂点及び前記基準パターンを抽出し、
抽出した前記頂点の前記画像平面上における2次元座標から前記測定対象物の3次元空間における位置・姿勢及び寸法のパラメータを求め、
前記基準尺を用いて、実空間における距離と前記3次元空間における距離との比率である空間のスケールを求め、
該空間のスケール及び前記パラメータに基づいて、前記測定対象物の各辺の寸法を算出することを特徴とする寸法測定方法。
In the dimension measuring method for measuring the dimension of each side of the measurement object having a rectangular parallelepiped shape,
Projecting a reference pattern of known dimensions on the surface of the measurement object or on an extended plane of the surface of the measurement object;
The entire measurement object and the reference pattern are accommodated and two or more surfaces of the measurement object are photographed to generate one image,
Extracting the vertex of the measurement object and the reference pattern from the generated image,
Obtaining parameters of position / posture and dimensions of the measurement object in a three-dimensional space from the two-dimensional coordinates of the extracted vertex on the image plane;
Using the reference scale, a space scale that is a ratio of the distance in the real space and the distance in the three-dimensional space is obtained,
A dimension measuring method, wherein a dimension of each side of the measurement object is calculated based on the scale of the space and the parameter.
直方体形状の測定対象物の各辺の寸法を測定する寸法測定装置において、
前記測定対象物及び該測定対象物の面上又は該測定対象物の面の延長平面上に予め配置された基準長を示す基準尺を含む画像を撮像する撮像手段と、
該撮像手段により撮像された前記画像から前記測定対象物の頂点及び前記基準尺を抽出する画像処理手段と、
抽出された前記頂点の前記画像平面上における2次元座標から前記測定対象物の3次元空間における位置・姿勢及び寸法のパラメータを求め、前記基準尺を用いて、実空間における距離と前記3次元空間における距離との比率である空間のスケールを求め、該空間のスケール及び前記パラメータに基づいて、前記測定対象物の各辺の寸法を算出する寸法算出手段と、を備えることを特徴とする寸法測定装置。
In a dimension measuring device that measures the dimensions of each side of a rectangular parallelepiped measurement object,
An imaging means for imaging an image including a reference scale indicating a reference length arranged in advance on the measurement object and the surface of the measurement object or on an extended plane of the surface of the measurement object;
Image processing means for extracting the vertex of the measurement object and the reference scale from the image picked up by the image pickup means;
From the extracted two-dimensional coordinates of the vertex on the image plane, parameters of the position / posture and dimensions of the measurement object in the three-dimensional space are obtained, and the distance in the real space and the three-dimensional space are calculated using the reference scale. Dimension measurement, comprising: a dimension calculation unit that obtains a scale of a space that is a ratio to a distance in the object and calculates a dimension of each side of the measurement object based on the scale of the space and the parameter apparatus.
前記基準尺は、各マーカ間の距離が既知である2つ以上のマーカを備えていることを特徴とする請求項5に記載の寸法測定装置。   The dimension measuring device according to claim 5, wherein the reference scale includes two or more markers whose distances between the markers are known. 前記基準尺は、寸法が既知のパターンを備えていることを特徴とする請求項5に記載の寸法測定装置。   The dimension measuring device according to claim 5, wherein the reference scale includes a pattern whose dimensions are known. 直方体形状の測定対象物の各辺の寸法を測定する寸法測定装置において、
寸法が既知の基準パターンを投影する投影手段と、
前記測定対象物及び該測定対象物の面上又は該測定対象物の面の延長平面上に前記投影手段により投影された前記基準パターンを含む画像を撮像する撮像手段と、
該撮像手段により撮像された前記画像から前記測定対象物の頂点及び前記基準パターンを抽出する画像処理手段と、
抽出された前記頂点の前記画像平面上における2次元座標から前記測定対象物の3次元空間における位置・姿勢及び寸法のパラメータを求め、前記基準尺を用いて、実空間における距離と前記3次元空間における距離との比率である空間のスケールを求め、該空間のスケール及び前記パラメータに基づいて、前記測定対象物の各辺の寸法を算出する寸法算出手段と、を備えることを特徴とする寸法測定装置。
In a dimension measuring device that measures the dimensions of each side of a rectangular parallelepiped measurement object,
Projecting means for projecting a reference pattern of known dimensions;
Imaging means for capturing an image including the reference pattern projected by the projection means on the measurement object and the surface of the measurement object or on an extended plane of the surface of the measurement object;
Image processing means for extracting the vertex of the measurement object and the reference pattern from the image picked up by the image pickup means;
From the extracted two-dimensional coordinates of the vertex on the image plane, parameters of the position / posture and dimensions of the measurement object in the three-dimensional space are obtained, and the distance in the real space and the three-dimensional space are calculated using the reference scale. Dimension measurement, comprising: a dimension calculation unit that obtains a scale of a space that is a ratio to a distance in the object and calculates a dimension of each side of the measurement object based on the scale of the space and the parameter apparatus.
前記投影手段は、複数のレーザ光を平行に照射することを特徴とする請求項8に記載の寸法測定装置。   The dimension measuring apparatus according to claim 8, wherein the projection unit irradiates a plurality of laser beams in parallel. 請求項5乃至9のいずれかに記載の寸法測定装置において、
前記撮像手段により撮像された画像を表示する表示手段と、該表示手段に表示された前記画像から前記測定対象物を指定する指定手段と、を備えることを特徴とする寸法測定装置。
In the dimension measuring device according to any one of claims 5 to 9,
A dimension measuring apparatus comprising: a display unit that displays an image captured by the imaging unit; and a specifying unit that specifies the measurement object from the image displayed on the display unit.
前記撮像手段は、CCDカメラ又はCMOSカメラであることを特徴とする請求項5乃至10のいずれかに記載の寸法測定装置。   11. The dimension measuring apparatus according to claim 5, wherein the image pickup means is a CCD camera or a CMOS camera. 前記撮像手段は、CCDカメラであって、該CCDカメラは、1次元バーコード及び/又は2次元バーコードを読取る機能を有することを特徴とする請求項5乃至10のいずれかに記載の寸法測定装置。   11. The dimension measurement according to claim 5, wherein the imaging means is a CCD camera, and the CCD camera has a function of reading a one-dimensional barcode and / or a two-dimensional barcode. apparatus.
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