(57)【要約】  本発明は、効率よく正確に物体サイズを計算するのに役立つ、物体サイズを測定する機器、方法、および装置を提供する。本発明の物体サイズを測定する機器は、深さセンサと、センサブラケットと、補正補助装置と、配置テーブルと、コンピュータとを含み、深さセンサの平面に対する補正を補助するための補正補助装置が、配置テーブル上に敷かれた、白黒の市松模様を有する織物または印刷物と、当該織物または印刷物を押さえている透明平板と、を含み、深さセンサが、センサブラケット上に置かれ、かつ、配置テーブルの上方空間に位置しており、コンピュータが、深さセンサに接続している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体サイズを測定する機器であって、
深さセンサと、センサブラケットと、補正補助装置と、配置テーブルと、コンピュータとを含み、
深さセンサ平面に対する補正を補助するための前記補正補助装置が、前記配置テーブル上に敷かれた、白黒の市松模様を有する織物または印刷物と、前記織物または印刷物を押さえている透明平板と、を含み、
前記深さセンサが、前記センサブラケット上に置かれ、かつ、前記配置テーブルの上方空間に位置しており、
前記コンピュータが、前記深さセンサに接続している、
ことを特徴とする、機器。
【請求項２】
前記センサブラケットが、互いに接続された直角を呈する縦棒と横棒とで構成されており、
前記深さセンサが、前記横棒の自由端の近くに固定されており、
前記コンピュータが、前記縦棒に固定されており、
前記縦棒が、前記配置テーブル上に固定されている、
ことを特徴とする、請求項１に記載の機器。
【請求項３】
前記配置テーブルが、４つの脚部を有し、それぞれの脚部が、端部に車輪を有しており、
前記機器が、前記配置テーブルに接続したハンドルをさらに含む、
ことを特徴とする、請求項１または２に記載の機器。
【請求項４】
前記深さセンサが、ＵＳＢインターフェースにより前記コンピュータと接続しており、
ハンディバーコードスキャナーが、ＵＳＢインターフェースにより前記コンピュータと接続している、
ことを特徴とする、請求項１または２に記載の機器。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか一項に記載の機器に用いられる、物体サイズを測定する方法であって、
前記深さセンサが、前記補正補助装置の写真を撮影し、かつ、前記補正補助装置の上面の空間座標を計測するステップと、
前記コンピュータが、前記写真と前記空間座標とに基づいて、前記補正補助装置から前記深さセンサまでの距離を確定するステップと、
計測対象が前記補正補助装置上に置かれた後に、前記深さセンサが、検出された深さ図を前記コンピュータに送信するステップと、
前記コンピュータが、Ｈ＝Ｄ−ｄ−ｈに基づいて前記計測対象の高さＨを計算するステップであって、Ｄが、前記補正補助装置から前記深さセンサまでの距離を示し、ｄが、補正後の前記深さ図における最小深さ値を示し、ｈが、前記透明平板の厚みを示す、ステップと、
前記コンピュータが、前記深さ図においてｄより大きくＤ−ｈより小さい深さを有するすべての画素の外接長方形を確定し、当該外接長方形の長さと幅を前記計測対象の長さと幅とするステップと、
を含む
ことを特徴とする、方法。
【請求項６】
前記補正補助装置から前記深さセンサまでの距離を確定するステップは、前記写真における所定の標点の座標と前記空間座標とに基づいてＰｎＰ問題を解くことにより、前記補正補助装置から前記深さセンサまでの距離を得るステップを含むことを特徴とする、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記コンピュータが、前記計測対象の高さと、長さと、幅とを大きさの順に出力するステップをさらに含むことを特徴とする、請求項５に記載の方法。
【請求項８】
請求項５から７のいずれか一項に記載の方法を実行するために用いられる、物体サイズを測定する装置であって、
前記深さセンサにより撮影した前記補正補助装置の写真と、前記深さセンサにより計測した前記補正補助装置の上面の空間座標とを受信するための第１受信モジュールと、
前記写真と前記空間座標とに基づいて、前記補正補助装置から前記深さセンサまでの距離を確定するための第１計算モジュールと、
計測対象が前記補正補助装置上に置かれた後に、前記深さセンサにより検出された深さ図を受信するための第２受信モジュールと、
Ｄが、前記補正補助装置から深さセンサまでの距離を示し、ｄが、補正後の前記深さ図における最小深さ値を示し、ｈが、前記透明平板の厚みを示す、Ｈ＝Ｄ−ｄ−ｈに基づいて前記計測対象の高さＨを計算するための第２計算モジュールと、
前記深さ図においてｄより大きくＤ−ｈより小さい深さを有するすべての画素の外接長方形を確定し、当該外接長方形の長さと幅を前記計測対象の長さと幅とするための第３計算モジュールと、
を含む
ことを特徴とする装置。
【請求項９】
前記第１計算モジュールが、さらに、前記写真における所定の標点の座標と前記空間座標とに基づいてＰｎＰ問題を解くことにより前記補正補助装置から前記深さセンサまでの距離を得るために用いられることを特徴とする、請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
前記計測対象の高さと、長さと、幅とを大きさの順に出力するための出力モジュールをさらに含むことを特徴とする、請求項８または９に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンピュータ技術分野に関し、特に、物体サイズを測定する機器、方法、および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
荷物を入庫する際に体積を計測する必要がある場合、現在の通常の方法は、人為的に測定を行うものであるが、この方法は、効率と正確性が低い。特に不規則な形状の荷物に対して、人為的な測定の正確性はさらに低くなる。
【発明の概要】
【０００３】
これを踏まえて、本発明は、効率よく正確に物体サイズを計算するのに役立つ、物体サイズを測定する機器、方法、および装置を提供する。
【０００４】
上記の目的を実現するため、本発明の一つの態様により、物体サイズを測定する機器を提供する。
【０００５】
本発明の物体サイズを測定する機器は、深さセンサと、センサブラケットと、補正補助装置と、配置テーブルと、コンピュータとを含み、深さセンサ平面に対する補正を補助するための補正補助装置は、配置テーブル上に敷かれた白黒の市松模様を有する織物または印刷物と、織物または印刷物を押さえている透明平板と、を含み、深さセンサは、センサブラケット上に置かれ、かつ、配置テーブルの上方空間に位置しており、コンピュータは、深さセンサに接続している。
【０００６】
代替的には、センサブラケットは、互いに接続された直角を呈する縦棒と横棒とで構成され、深さセンサは、横棒の自由端の近くに固定され、コンピュータは、縦棒に固定され、縦棒は、配置テーブルに固定される。
【０００７】
代替的には、配置テーブルは、４つの脚部を有し、それぞれの脚部の端部に車輪を有しており、機器は、配置テーブルに接続したハンドルをさらに含む。
【０００８】
代替的には、深さセンサは、ＵＳＢインターフェースによりコンピュータと接続しており、ハンディバーコードスキャナーが、ＵＳＢインターフェースによりコンピュータと接続している。
【０００９】
本発明の他の態様により、物体サイズを測定する方法を提供する。
【００１０】
本発明の物体サイズを測定する方法は、本発明の物体サイズを測定する機器に用いられる方法であって、深さセンサが補正補助装置の写真を撮影し、かつ、補正補助装置の上面の空間座標を計測するステップと、コンピュータが写真と空間座標とに基づいて、補正補助装置から深さセンサまでの距離を確定するステップと、計測対象が補正補助装置に置かれた後に、深さセンサが、検出された深さ図をコンピュータに送信するステップと、コンピュータがＨ＝Ｄ−ｄ−ｈに基づいて計測対象の高さＨを計算するステップであって、Ｄが、補正補助装置から深さセンサまでの距離を示し、ｄが、補正後の深さ図における最小深さ値を示し、ｈが、透明平板の厚みを示す、ステップと、コンピュータが、深さ図においてｄより大きくＤ−ｈより小さい深さを有するすべての画素の外接長方形を確定し、当該外接長方形の長さと幅を計測対象の長さと幅とするステップと、を含む。
【００１１】
代替的には、補正補助装置から深さセンサまでの距離を確定するステップが、写真における所定の標点の座標と空間座標とに基づいて、ＰｎＰ問題を解くことにより、補正補助装置から深さセンサまでの距離を得るステップを含む。
【００１２】
代替的には、コンピュータが計測対象の高さと、長さと、幅とを大きさの順に出力するステップをさらに含む。
【００１３】
本発明のさらなる態様により、物体サイズを測定する装置を提供する。
【００１４】
本発明の物体サイズを測定する装置は、本発明の物体サイズを測定する方法を実行するものであって、深さセンサにより撮影した補正補助装置の写真と、深さセンサにより計測した補正補助装置の上面の空間座標とを受信するための第１受信モジュールと、写真と空間座標とに基づいて、補正補助装置から深さセンサまでの距離を確定するための第１計算モジュールと、計測対象が補正補助装置上に置かれた後に、深さセンサで検出された深さ図を受信するための第２受信モジュールと、Ｄが補正補助装置から深さセンサまでの距離を示し、ｄが補正後の深さ図における最小深さ値を示し、ｈが透明平板の厚みを示す、Ｈ＝Ｄ−ｄ−ｈに基づいて計測対象の高さＨを計算するための第２計算モジュールと、深さ図においてｄより大きくＤ−ｈより小さい深さを有するすべての画素の外接長方形を確定し、当該外接長方形の長さと幅を計測対象の長さと幅とするための第３計算モジュールと、を含む。
【００１５】
代替的には、第１計算モジュールは、さらに、写真における所定の標点の座標と空間座標とに基づいて、ＰｎＰ問題を解くことにより、補正補助装置から深さセンサまでの距離を得るステップに用いられる。
【００１６】
代替的には、計測対象の高さと、長さと、幅とを大きさの順に出力するための出力モジュールをさらに含む。
【００１７】
本発明の技術手法によれば、計測対象を深さセンサの下に置いて深さ測定を行い、コンピュータ処理を経ることで、その高さ、長さおよび幅が得られる。この方法は、人による人為的な測定を必要とせず、効率を高めなり、また、人為的な測定よりも正確である。
【００１８】
図面は、本発明をよりよく理解するためのものであり、本発明に対する不当な限定を構成するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施例による物体サイズを測定する機器の模式図。
【図２】本発明の実施例による物体サイズを測定する方法の主なステップの模式図。
【図３】本発明の実施例による物体サイズを測定する装置の主なモジュールの模式図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
下記で、図面と関連付けて本発明の例示的な実施例について説明する。本発明の実施例を含む様々な詳細事項は、理解を支援するための、例示的なものにすぎないと解釈すべきである。このため、当業者は、本発明の範囲および趣旨を逸脱することなく、本書で記述した実施例に対して様々な改変と修正を行うことが可能であると認識すべきである。同様に、明確かつ簡明にするために、以下の記述においては公知の機能と構造についての記述を省略する。
【００２１】
本発明の実施例における物体サイズを測定する機器は、主に深さセンサと、センサブラケットと、配置テーブルと、コンピュータとを含む。深さセンサは、センサブラケット上に置かれ、かつ、配置テーブルの上方空間に位置している。コンピュータは、深さセンサに接続している。当該機器の好ましい構造は、図１に示されており、図１は、本発明の実施例による物体サイズを測定する機器の模式図である。図１に示すように、物体サイズを測定する機器は、主にセンサブラケット１と、深さセンサ２と、コンピュータ３と、配置テーブル４と、補正補助装置５と、台車を引くハンドル６と、車輪７（４つの車輪を有しているが、図におけるアングルでは３つ視認できる）とを含む。車輪が配置テーブルの脚部の一端に取り付けられ、台車を引くハンドル６がさらに加えられることで、装置全体が台車の積荷運送の機能を有する。センサブラケット１は、互いに接続された直角を呈する縦棒と横棒とで構成され、配置テーブル４と接続している。図に示す深さセンサ２は、当該横棒の自由端の近くに位置する。深さセンサは、赤外線距離測定原理を用いて、視野内のある点に対する赤外線の反射を捕捉することにより、当該点からセンサが位置する平面までの距離を取得する。深さセンサは、複数の平行な赤外線を出射し、深さセンサ平面がこれらの赤外線に垂直である。コンピュータ３は、縦棒に固定され、当該縦棒の配置テーブル４に向く側に位置するか、または当該縦棒のもう１つの側に位置してもよい。
【００２２】
補正補助装置５は、深さセンサ２に対して補正を行うためのものである。取り付ける際に深さセンサ平面を配置テーブルの位置する平面と完全に平行にすることが困難であるため、補正を行うことが望ましい。補正補助装置は、主に白黒の市松模様の織物または印刷物と、透明平板と、により構成される。まず、白黒の市松模様の織物または印刷物（たとえば、ビニール布または紙）を配置テーブル４上に敷き、織物または印刷物が平らになるよう透明平板を押さえる。ここでの白黒の市松模様は、チェスボードに類似しており、行ごと列ごとにいずれも白黒交互にチェックになっている（図示せず）。透明平板には、強化ガラスまたは有機ガラスの板を選んで用いてよい。計測対象９は透明平板上に置かれる。
【００２３】
電子商取引される商品には、通常バーコードが付いている。計測対象のバーコードをスキャンするため、コンピュータ３にハンディバーコードスキャナー（図示せず）を接続してもよい。コンピュータ３には、いわゆるノートパソコンあるいはタブレットパソコンを用いてもよく、ＵＳＢインターフェースにより深さセンサ２および当該バーコードスキャナーがそれぞれ接続される。
【００２４】
図２は、本発明の実施例による物体サイズを測定する方法の主なステップの模式図である。当該方法は、図１における物体サイズを測定する機器により実行される。
【００２５】
ステップＳ２１：深さセンサが補正補助装置の写真を撮影し、かつ、補正補助装置の上面の空間座標を計測する。
【００２６】
ステップＳ２２：コンピュータが写真と空間座標とに基づいて、補正補助装置から深さセンサまでの距離を確定する。
【００２７】
ステップＳ２３：計測対象が補正補助装置上に置かれた後に、深さセンサが、検出された深さ図をコンピュータに送信する。
【００２８】
ステップＳ２４：コンピュータが、受信されたデータに基づいて計算し、計測対象の長さと、幅とのデータを取得する。このステップでは、コンピュータがＨ＝Ｄ−ｄ−ｈに基づいて計測対象の高さＨを計算する。Ｄは補正補助装置から深さセンサまでの距離を示し、ｄは補正後の深さ図における最小深さ値を示し、ｈは透明平板の厚みを示す。コンピュータが、深さ図においてｄより大きくＤ−ｈより小さい深さを有するすべての画素の外接長方形を確定し、当該外接長方形の長さと幅を計測対象の長さと幅とする。規則的な長方形形状の筺体について、取得するのは長方形の長さと幅である。不規則な物品について、取得するのはそれが占用する長方形形状の空間の長さと幅である。コンピュータがこのステップで取得した高さと、長さと、幅とのデータを大きさの順に出力することができ、これにより、荷物を配置する要員の参考とすることができる。
【００２９】
以下で上記のステップについてさらに説明する。ピンホール結像モデルに基づき、現実世界における座標が［Ｘ，Ｙ，Ｚ］である点Ｑと写真における画素ｑは、次の関係を満たす。
ｑ  ＝  ＭＱ      ここで  
2018510347.tif 000003
【００３０】
ここで、ｘは画素の横座標であり、ｙは画素の縦座標であり、ｗはセンサによって検出された深さであり、Ｍはカメラの内部パラメータ行列である。上記の公式に基づいて、写真における任意の点を現実世界にマッピングできる。二点間の距離の公式に基づけば、写真における特定の二点間の距離を求めることもできる。
【００３１】
ステップＳ２２において、具体的に、写真における所定の標点の座標と空間座標とに基づいて、ＰｎＰ問題を解くことにより、補正補助装置から深さセンサまでの距離を得る。すなわち、物体サイズを測定する機器上に計測されるべき対象がなければ、補正補助装置を撮影する。補正補助装置の上面の各点の現実の座標とカメラヘッドで検出した計測座標との間の差異により、ＰｎＰ問題を解くことで、台車のテーブル面から深さセンサまでの距離Ｄと、深さセンサ平面と補正補助装置が位置する平面との夾角θとを得ることができる。ＰｎＰ問題とは、カメラ校正の基本問題であり、その詳細な情報については、従来技術における関連文献を参考にしてもよい。本実施例におけるＰｎＰ問題の入力パラメータは、補正補助装置におけるＮ個の標点の座標であり、たとえば、５×７＝３５個の標点を用い、出力量がθで、３つの直交角度成分があってもよい。本実施例においては、横方向と縦方向との２つの水平成分のみを使用し、縦軸に沿って回転する角度成分を使用しない。当該θを使用すると、深さセンサが取得したデータを補正することができる。本実施例においては、ＰｎＰ問題を解くことにより上記のＤとｄを補正する。
【００３２】
図３は、本発明の実施例による物体サイズを測定する装置の主なモジュールの模式図である。本実施例における物体サイズを測定する方法を実行するために、当該装置はソフトウェアとして、上記のコンピュータにインストールされてもよい。図３に示すように、物体サイズを測定する装置３０は、主に第１受信モジュール３１と、第１計算モジュール３２と、第２受信モジュール３３と、第２計算モジュール３４と、第３計算モジュール３５と、を含む。
【００３３】
第１受信モジュール３１は、深さセンサにより撮影した補正補助装置の写真と、深さセンサにより計測した補正補助装置の上面の空間座標とを受信するためのものであり、第１計算モジュール３２は、写真と空間座標とに基づいて、補正補助装置から深さセンサまでの距離を確定するためのものであり、第２受信モジュール３３は、計測対象が補正補助装置上に置かれた後に、深さセンサが検出した深さ図を受信するためのものであり、第２計算モジュール３４は、Ｄは補正補助装置から深さセンサまでの距離を示し、ｄは補正後の深さ図における最小深さ値を示し、ｈは透明平板の厚みを示す、Ｈ＝Ｄ−ｄ−ｈに基づいて、計測対象の高さＨを計算するためのものであり、第３計算モジュールは、深さ図においてｄより大きくＤ−ｈより小さい深さを有するすべての画素の外接長方形を確定し、当該外接長方形の長さと幅を計測対象の長さと幅とするとためのものである。
【００３４】
第１計算モジュール３２は、写真における所定の標点の座標と空間座標とに基づいて、ＰｎＰ問題を解くことにより、補正補助装置から深さセンサまでの距離を得るのに使われてもよい。
【００３５】
物体サイズを測定する装置３０は、計測対象の高さと、長さと、幅とを大きさの順に出力するための出力モジュールをさらに含んでもよい。
【００３６】
本発明の実施例の技術手法によれば、計測対象を深さセンサの下に置いて深さ測定を行い、コンピュータ処理を経ることで、その高さ、長さおよび幅を得られる。この方法は、人による人為的な測定を必要とせず、効率を高め、人為的な測定よりも正確である。
【００３７】
以上、具体的な実施例に関連付けて本発明の基本原理について記述した。本発明の装置と方法において、各部品または各ステップを分解することおよび／または組み直すことが可能であることは、明らかである。これらの分解および／または組み直しは、本発明と同等な形態とみなすべきである。また、上記の一連の処理ステップを実行するには、説明されている順序に沿って自然に時間順に行われてもよいが、必ずしも一定の時間順に行われなくてもよい。あるステップは、並行してまたはそれぞれ別個に行われてもよい。
【００３８】
上記の具体的な実施形態は、本発明の保護範囲に対する限定を構成しない。当業者にとって、設計上の要求やその他の要素によって、様々な修正、コンビネーション、サブコンビネーション、および代替が生じ得ることは明らかである。本発明の趣旨および原則の範囲で行ういかなる修正、均等な置換および改変などもすべて本発明の保護範囲に含まれるべきものである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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2018510347.tif 000010
2018510347.tif 000011
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