DE102006015314B3 - Object e.g. ashlar-shaped packet, expansion determining device, has light source and camera arranged adjacent to outer contour of object and adjacent to contact area such that image of object is displayed on side edge of side surface - Google Patents

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Abstract

The device has a light source (6) aligned in an object direction, and an image camera (8) aligned in the object direction, where the light source and the image camera are spaced apart from each other. The light source and the image camera are arranged adjacent to an outer contour of an object (1) and laterally adjacent to a contact area (4) in such manner that an image of the object is displayed on a side edge (11a) of a side surface, which corresponds to an object height that is determined based on the side edge.

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Bestimmung der Ausdehnung eines Objekts, insbesondere eines im Wesentlichen quaderförmigen Pakets, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The The invention relates to a device for determining the extent an object, in particular a substantially cuboidal packet, according to the preamble of claim 1.

Einrichtungen und Verfahren zur Bestimmung der Ausdehnung von Paketen sind allgemein bekannt. So ist es bekannt, die Ausdehnung einer Paketsendung manuell auszumessen.facilities and methods for determining the extent of packets are well known. So it is known to measure the extent of a parcel shipment manually.

Aus EP 0647479 A2 ist eine Einrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 bekannt. Die dort beschriebene Einrichtung wird u. a. dazu verwendet, das Volumen eines Postpakets zu messen. Oberhalb des zu messenden Pakets sind mehrere Kameras installiert. Das Paket wird mit einer vorgegebenen Geschwindigkeit bewegt, und aus der Geschwindigkeit und den Kamerabildern wird die Grundfläche berechnet. Um die Höhe zu bestimmen, wird ein Ultraschall-Sensor eingesetzt, der Ausdehnungen mit einer Genauigkeit von 1 cm misst.Out EP 0647479 A2 a device having the features of the preamble of claim 1 is known. The device described therein is used inter alia to measure the volume of a postal packet. Above the package to be measured several cameras are installed. The package is moved at a predetermined speed and the footprint is calculated from the speed and the camera images. To determine the height, an ultrasonic sensor is used, which measures dimensions with an accuracy of 1 cm.

In WO 03/087712 A1 wird vorgeschlagen, oberhalb eines zu messenden Gegenstands vier Kameras zu installieren. Diese tasten den Gegenstand aus vier Blickrichtungen ab. Die Bilder von allen vier Kameras werden miteinander verglichen, um das Volumen des Gegenstands zu ermitteln.In WO 03/087712 A1 is proposed to be measured above a Item four cameras to install. They will feel the object four directions. The pictures of all four cameras will be compared to determine the volume of the article.

Aus DE 1920547 A ist ein Verfahren bekannt, um die Breite eines Produkts zu messen. Zwei Kameras, die oberhalb des Produkts angeordnet sind, tasten das Produkt aus zwei unterschiedlichen Blickrichtungen ab. Aus den Bildern von den beiden Kameras wird die Breite des Gegenstands berechnet.Out DE 1920547 A For example, a method is known for measuring the width of a product. Two cameras, located above the product, scan the product from two different angles. From the images of the two cameras, the width of the object is calculated.

In DE 3942932 A1 wird eine Vorrichtung beschrieben, die Beschriftungen von Paketen liest. Oberhalb des Pakets sind meh rere Kameras installiert, die die Oberfläche des Pakets abtasten.In DE 3942932 A1 a device is described which reads labels of packets. Above the package, several cameras are installed which scan the surface of the package.

Weiter sind lasergestützte Scannersysteme bekannt, welche zur Bestimmung der Ausdehnung eines beleuchteten Objekts von diesem mittels einer Kamera unterschiedlicher Ansichten aufnehmen und scannen. Dabei befinden sich die Lichtquelle und die Kamera bei jeder Ansicht annähernd an demselben Ort in etwa mittig über der auszumessenden Seite, damit nur diese beleuchtet und von der Kamera abgebildet wird.Further are laser-based Scanning systems are known, which for determining the extent of a illuminated object of this by means of a camera different Record and scan views. Here are the light source and the camera approximately at the same location in each view in the middle over the side to be measured, so that only these are illuminated and by the Camera is imaged.

Ein Nachteil der bekannten Lösungen besteht darin, dass diese technisch relativ aufwendig sind, indem mindestens zwei Kameras zum Einsatz kommen oder mindestens zwei Ansichten von einer einzigen Kamera aufgenommen werden müssen.One Disadvantage of the known solutions is that these are technically relatively expensive by at least two cameras are used or at least two Views from a single camera need to be taken.

Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine Einrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 bereitzustellen, die mit geringerem technischen Aufwand als die bekannten Einrichtungen auskommt.The The object of the invention is to provide a device with the features of the preamble of claim 1, those with less requires technical effort as the known facilities.

Die Lösung der Erfindung ist durch die Merkmale des Anspruchs 1 gegeben; die Unteransprüche betreffen vorteilhafte Ausgestaltungen.The solution the invention is given by the features of claim 1; the Relate sub-claims advantageous embodiments.

Die Lösung sieht vor, dass die mindestens eine in Objektrichtung ausgerichtete Beleuchtungsquelle und die in Objektrichtung ausgerichtete Bildkamera voneinander beabstandet und derart neben der Außenkontur des Objekts und damit seitlich neben der Aufstandsfläche angeordnet sind, dass das Abbild des Objekts jeweils zumindest eine der Objekthöhe entsprechende Seitenkante einer Seitenfläche zeigt, und dass die Objekthöhe anhand dieser Seitenkante bestimmt wird. Die Einrichtung und das Verfahren arbeiten also mit nur einer Kamera und im einfachsten Falle mit nur einer Lichtquelle. Insbesondere befinden sich die Kamera und die Lichtquelle an unterschiedlichen Orten und sind so zueinander ausgerichtet angeordnet, dass immer mehr als eine einzige Fläche eines Objekts sichtbar ist. Die Bestimmung der Ausdehnung erfolgt anhand der Konturen der Aufstandsfläche und anhand der Konturen zumindest einer Seitenfläche bzw. ihrer Seitenkante.The solution provides that the at least one aligned in object direction Illumination source and the image camera aligned in the direction of the object spaced apart and so adjacent to the outer contour of the object and thus laterally next to the footprint are arranged, that the image of the object in each case at least one the object height corresponding side edge of a side surface shows, and that the object height based this side edge is determined. The device and the procedure So work with only one camera and in the simplest case with only one light source. In particular, there are the camera and the light source in different places and are so to each other arranged, that always more than a single area of one Object is visible. The determination of the extent is based on the contours of the footprint and on the basis of the contours of at least one side surface or its side edge.

Im allgemeinen Fall, wo mehr als eine Seitenfläche im Abbild sichtbar ist, ist die der Objekthöhe entsprechende Seitenkante die sichtbare Trennlinie zweier unmittelbar aneinander angrenzender Seitenflächenin the general case where more than one side surface is visible in the image, is the height of the object corresponding Side edge the visible dividing line of two directly to each other adjacent side surfaces

Von Vorteil ist es, wenn verschiedenfarbige voneinander beabstandete Beleuchtungsquellen verwendet werden und die Bildkamera als Farbbildkamera ausgebildet ist, so dass die der Objekthöhe entsprechende Seitenkante zweier unmittelbar aneinander angrenzender Seitenflächen die Trennlinie zweier farblich unterschiedlicher Flächen im farbigen Abbild ist.From The advantage is when differently colored spaced apart Lighting sources are used and the image camera as a color camera is formed, so that the object height corresponding side edge two directly adjacent side surfaces the Dividing line of two different colored areas in the color image is.

Um die Seitenkanten besser sichtbar zu machen, wird vorgeschlagen, dass zur Kontrastverbesserung eine Bildbinarisierung benutzt wird.Around to make the side edges more visible, it is suggested that image enhancement is used for contrast enhancement.

Die Genauigkeit der Ausdehnungsbestimmung lässt sich verbessern, wenn die Auflagefläche selbst farbig ausgebildet ist.The Accuracy of the expansion determination can be improved if the Support surface itself is colored.

Eine weitere Verbesserung hinsichtlich der Erfassungsgenauigkeit ergibt sich, wenn die Auflagefläche mit Mustern, insbesondere ein Schachbrettmuster, versehen ist.A further improvement in detection accuracy results itself when the bearing surface with patterns, in particular a checkerboard pattern is provided.

Zur weiteren Verbesserung der Erfassungsgenauigkeit wird vorgeschlagen, dass die Kamerabildebene und die Auflagenfläche schiefwinklig zueinander angeordnet sind.To further improve the detection accuracy, it is proposed that the camera plane and the support surface are inclined at an angle are arranged other.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen:The Invention will be described below with reference to a drawing. Show it:

1 eine Einrichtung zur Bestimmung der Ausdehnung eines quaderförmigen Pakets mittels einer Bildkamera und 1 a device for determining the extension of a parallelepiped packet by means of an image camera and

2 das von der Bildkamera erzeugte Abbild des Pakets. 2 the image of the package produced by the image camera.

1 zeigt eine Einrichtung zur Bestimmung der Ausdehnung eines Objekts 1, das mit seiner Grundfläche 2 auf einer Auflage 3 liegt und bei dem es sich um ein quaderförmiges Paket handelt. Neben (von oben gesehen) oder besser außerhalb der Grundfläche 2 weist das Objekt 1 eine Aufstandsfläche 4 und mehrere Seitenflächen 5a, 5b, 5c (5c s. 2) auf, von denen in 1 lediglich zwei Seitenflächen 5a, 5b zu sehen sind. Oberhalb der Aufstandsfläche 4 ist eine Beleuchtungsquelle 6 angeordnet, welche in Richtung des Objekts 1 ausgerichtet ist und die gesamte Aufstandsfläche 4 von oben beleuchtet (schematisch dargestellt durch die Pfeile 7). Ebenfalls oberhalb des Objekts 1 und damit oberhalb der Aufstandsfläche 4 ist eine Kamera 8 angeordnet, die in der zugehörigen Kamerabildebene 10a ein Abbild 10 (s. 2) der Aufstandsfläche 4 mit den die Aufstandsfläche 4 begrenzenden Kanten 9 erzeugt (schematisch dargestellt durch die Pfeile 9a). Wie die Figur zeigt, ist die Bildkamera 8 ebenfalls in Objektrichtung ausgerichtet. Sie befindet sich – von oben auf die Aufstandsfläche 4 gesehen – neben der Aufstandsfläche 4 und damit neben oder außerhalb der Außenkontur des Objekts 1. Dasselbe gilt für die Beleuchtungsquelle 6, wobei die Beleuchtungsquelle 6 und die Bildkamera 8 zusätzlich entsprechend voneinander beabstandet angeordnet sind. Der Abstand zwischen der Beleuchtungsquelle 6 und der Bildkamera 8 ist hier so gewählt, dass das Abbild 10 zusätzlich zur Aufstandsfläche 4 zumindest eine der Seitenkante 11a entsprechende Linie 11 zeigt. Nicht gezeigt ist, dass die Auflagefläche 3 und die Bildebene 10a der Bildkamera 8 schiefwinklig zueinander angeordnet sind. 1 shows a device for determining the extent of an object 1 that with its footprint 2 on a pad 3 is and which is a cuboid package. Next to (seen from above) or better outside the base area 2 assigns the object 1 a footprint 4 and several side surfaces 5a . 5b . 5c ( 5c s. 2 ), of which in 1 only two side surfaces 5a . 5b you can see. Above the footprint 4 is a source of illumination 6 arranged, which in the direction of the object 1 is aligned and the entire footprint 4 illuminated from above (shown schematically by the arrows 7 ). Also above the object 1 and thus above the footprint 4 is a camera 8th arranged in the associated camera plane 10a an image 10 (S. 2 ) of the footprint 4 with the footprint 4 limiting edges 9 generated (shown schematically by the arrows 9a ). As the figure shows, the picture camera is 8th also aligned in object direction. It is located - from above on the footprint 4 seen - next to the footprint 4 and thus beside or outside the outer contour of the object 1 , The same applies to the illumination source 6 , wherein the illumination source 6 and the picture camera 8th additionally arranged correspondingly spaced from each other. The distance between the illumination source 6 and the picture camera 8th is chosen here so that the image 10 in addition to the footprint 4 at least one of the side edges 11a corresponding line 11 shows. Not shown is the support surface 3 and the picture plane 10a the picture camera 8th are arranged obliquely to each other.

In 2 ist das Abbild 10 des Objekts 1 dargestellt. In diesem sind neben der Aufstandsfläche 4 noch zwei Seitenflächen 5a und 5c zu sehen. Die Objekthöhe, das ist die der Länge der dazugehörigen Seitenkante 11a, entspricht im Abbild 10 der sichtbaren Trennlinie 11 zwischen den beiden unmittelbar aneinander angrenzenden Seitenflächen 5a, 5c. Aufgrund der Anordnung der Beleuchtungsquelle 6 gemäß 1 erscheint die Seitenfläche 5c im Abbild 10 heller als die Seitenfläche 5a, woraus sich eine gut sichtbare Trennlinie 11 ergibt, was in 2 allerdings nicht dargestellt ist.In 2 is the image 10 of the object 1 shown. In this are next to the footprint 4 two more side surfaces 5a and 5c to see. The object height, that is the length of the associated side edge 11a , corresponds to the image 10 the visible dividing line 11 between the two directly adjacent side surfaces 5a . 5c , Due to the arrangement of the illumination source 6 according to 1 the side surface appears 5c in the image 10 brighter than the side surface 5a , resulting in a clearly visible dividing line 11 yields what's in 2 but not shown.

Anhand dieser Trennlinie 11 lässt sich die Objekthöhe des Objekts 1 berechnen.Based on this dividing line 11 can be the object height of the object 1 to calculate.

Im Abbild 10 ist die Aufstandsfläche 4 unter einem der Kameraanordnung entsprechenden Winkel abgebildet. Dasselbe gilt für die Seitenflächen 5a, 5c, wobei dieser Winkel bekannt ist. Zur Ermittlung der Objekthöhe wird die Strecke BC herangezogen, d.h. die Entfernung vom unteren Bildrand bis zum Fußpunkt 12. Bei einer entsprechenden Eichung der Bildkamera 8 ist der Maßstab (Pixel je Längeneinheit) des Abbilds 10 und damit die Strecke BC bekannt ist. Anhand der Strecke BC wird die Länge der Strecke AB bestimmt. Aus der Länge der Strecke AB und dem Winkel 13, der von den Strecken AB und BA' eingeschlossen wird, lässt sich schließlich die Länge der Strecke A'B berechnen.In the image 10 is the footprint 4 imaged at an angle corresponding to the camera arrangement. The same applies to the side surfaces 5a . 5c , this angle is known. To determine the object height, the distance BC is used, ie the distance from the lower edge of the picture to the base point 12 , With an appropriate calibration of the image camera 8th is the scale (pixels per unit of length) of the image 10 and so that the route BC is known. Based on the route BC, the length of the route AB is determined. From the length of the route AB and the angle 13 , which is enclosed by the lines AB and BA ', finally the length of the line A'B can be calculated.

Der Einfachheit halber ist die Darstellung in 2 eine Abbildung in Parallelprojektion, während eine Bildkamera 8 immer ein Abbild in Zentralprojektion liefert. Beide Abbilder 10 lassen sich allerdings ineinander umrechnen; die Zentralprojektion würde im Abbild 10 zu zusätzlichen Verzerrungen führen.For the sake of simplicity, the illustration is in 2 an illustration in parallel projection while a picture camera 8th always provides an image in central projection. Both images 10 can, however, be converted into each other; the central projection would be in the image 10 lead to additional distortions.

Von Vorteil ist es, wenn verschiedenfarbige voneinander beabstandete Beleuchtungsquellen 6 verwendet werden und die Bildkamera 8 selektiv als Farbbildkamera arbeitet. Auf diese Weise ist die Trennlinie 11 die Trennlinie zwischen zwei unmittelbar aneinander angrenzenden farblich unterschiedlichen Flächen in einem farbigen Abbild 10.It is advantageous if differently colored spaced apart illumination sources 6 be used and the picture camera 8th selectively works as a color camera. This is the dividing line 11 the dividing line between two directly adjoining differently colored areas in a colored image 10 ,

Die Verwendung einer Bildbinarisierung ermöglicht es, den Kontrast weiter zu verbessern.The Using a picture binarization allows the contrast to continue to improve.

Auch kann es von Vorteil sein, die Auflagefläche farbig auszugestalten, insbesondere mit Mustern zu versehen, wobei sich ein Schachbrettmuster besonders eignet.Also it may be advantageous to color the support surface, especially to provide patterns, with a checkerboard pattern particularly suitable.

Claims (7)

Einrichtung zur Bestimmung der Ausdehnung eines mit seiner Grundfläche auf einer Auflage (3) liegenden Objekts (1), insbesondere eines im Wesentlichen quaderförmigen Pakets, das außerhalb seiner Grundfläche eine Aufstandsfläche (4) und mehrere Seitenflächen (5) aufweist, mit einer oberhalb der Aufstandsfläche (4) angeordneten Beleuchtungsquelle (6), die in Objektrichtung ausgerichtet ist und die gesamte Aufstandsfläche (4) von oben beleuchtet, mit einer oberhalb des Objekts (1) angeordneten Bildkamera (8), die in der Kamerabildebene (10a) ein Abbild (10) der Aufstandsfläche (4) mit den die Aufstandsfläche (4) begrenzenden Kanten (9) erzeugt, wobei anhand des Abbilds (10) die Längen der Kanten (9) der Aufstandsfläche (4), daraus der Flächeninhalt der Aufstandsfläche (4) und anhand des Flächeninhalts mit Hilfe der Objekthöhe die Ausdehnung des Objekts (1) bestimmt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine in Objektrichtung ausgerichtete Beleuchtungsquelle (6) und die in Objektrichtung ausgerichtete Bildkamera (8) voneinander beabstandet und derart neben der Außenkontur des Objekts (1) und damit seitlich neben der Aufstandsfläche (4) angeordnet sind, dass das Abbild (10) des Objekts (1) jeweils zumindest eine der Objekthöhe entsprechende Seitenkante (11a) einer Seitenfläche (5) zeigt, und dass die Objekthöhe anhand dieser Seitenkante (11a) bestimmt wird.Device for determining the extension of one with its base on a support ( 3 ) ( 1 ), in particular a substantially parallelepiped-shaped package which has a footprint outside its base area ( 4 ) and several side surfaces ( 5 ), with one above the footprint ( 4 ) arranged illumination source ( 6 ), which is aligned in the object direction and the entire footprint ( 4 ) illuminated from above, with one above the object ( 1 ) arranged image camera ( 8th ) at the camera level ( 10a ) an image ( 10 ) of the footprint ( 4 ) with the footprint ( 4 ) bounding edges ( 9 ), based on the image ( 10 ) the lengths of the edges ( 9 ) of the footprint ( 4 ), from this the surface area of the footprint ( 4 ) and the area content of the object the extent of the object ( 1 ), characterized in that the at least one illumination source aligned in the object direction ( 6 ) and the object-oriented camera ( 8th ) spaced apart from each other and so adjacent to the outer contour of the object ( 1 ) and thus laterally next to the footprint ( 4 ) are arranged so that the image ( 10 ) of the object ( 1 ) each at least one of the object height corresponding side edge ( 11a ) of a side surface ( 5 ) and that the object height is determined by this side edge ( 11a ) is determined. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die der Objekthöhe entsprechende Seitenkante (11a) die sichtbare Trennlinie (11) zweier unmittelbar aneinander angrenzender Seitenflächen (5) ist.Device according to claim 1, characterized in that the side edge corresponding to the object height ( 11a ) the visible dividing line ( 11 ) of two directly adjacent side surfaces ( 5 ). Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass verschiedenfarbige voneinander beabstandete Beleuchtungsquellen (6) verwendet werden und die Bildkamera (8) als Farbbildkamera ausgebildet ist, so dass die der Objekthöhe entsprechende Seitenkante (11a) zweier unmittelbar aneinander angrenzender Seitenflächen (5) die Trennlinie (11) zweier farblich unterschiedlicher Flächen (5) im farbigen Abbild (10) ist.Device according to claim 1 or 2, characterized in that differently colored, spaced apart illumination sources ( 6 ) and the image camera ( 8th ) is designed as a color image camera, so that the object height corresponding side edge ( 11a ) of two directly adjacent side surfaces ( 5 ) the dividing line ( 11 ) of two different colored surfaces ( 5 ) in the color image ( 10 ). Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnett, dass zur Kontrastverbesserung eine Bildbinarisierung benutzt wird.Device according to one of claims 1 to 3, characterized gekennzeichnet, that image enhancement is used for contrast enhancement. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Auflagefläche (3) farbig ist.Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the bearing surface ( 3 ) is colored. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Auflagefläche (3) mit Mustern, insbesondere einem Schachbrettmuster, versehen ist.Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the bearing surface ( 3 ) is provided with patterns, in particular a checkerboard pattern. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Auflagefläche (3) und die Bildebene (10a) der Bildkamera (8) schiefwinklig zueinander angeordnet sind.Device according to one of claims 1 to 6, characterized in that the bearing surface ( 3 ) and the image plane ( 10a ) of the image camera ( 8th ) are arranged at an angle to each other.
DE200610015314 2006-03-30 2006-03-30 Object e.g. ashlar-shaped packet, expansion determining device, has light source and camera arranged adjacent to outer contour of object and adjacent to contact area such that image of object is displayed on side edge of side surface Expired - Fee Related DE102006015314B3 (en)

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