KR20220074392A - 물체 크기 측정장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 광학을 이용한 물체 크기 측정장치에 관한 것으로서 특히, 컨베이어 등의 물류 라인 상에 설치되어 물류 이동중인 대상물의 높이 또는 폭을 빠르고 정확하게 자동으로 측정할 수 있는 광학을 이용한 물체 크기 측정장치에 관한 것이다.
Description
본 발명은 광학을 이용한 물체 크기 측정장치에 관한 것으로서 특히, 컨베이어 등의 물류 라인 상에 설치되어 물류 이동중인 대상물의 높이 또는 폭을 빠르고 정확하게 자동으로 측정할 수 있는 광학을 이용한 물체 크기 측정장치에 관한 것이다.
물체의 크기를 측정하는 것은 운반 및 보관을 위해 기본적으로 수행되어야 하는 사항이다. 특히, 택배 등과 같이 대규모 물류를 위해서는 빠른 측정 대상물의 빠른 크기 측정이 매우 중요하다.
대상물의 크기를 측정하기 위한 종래의 장치로는 이미지 센서, 초음파 센서, 레이저 센서 등이 널리 사용되고 있고 특히, CCD(Charged coupled device) 소자를 이용하여 대상물의 크기를 측정하는 장치가 널리 사용되고 있다.
CCD 소자를 이용한 이미지 센서는 피 측정물을 1024점 또는 2048점의 분해능을 가진 CCD 소자를 이용하여 대상물의 크기(높이 또는 폭)를 스캔하면서 2진화 비디오 신호를 얻어낸 후 이 값을 이용하여 가장자리를 읽어들여 중앙메모리의 연산 장치에 의해 크기가 계산되어지는 방법이 널리 이용되고 있다.
이러한 종래의 장치는 고가의 장비를 설치하여야 하므로 설비비가 많이 소요되는 단점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 구성이 간단하면서도 저렴한 설비 비용으로 대상물의 크기를 빠르고 간편하게 측정할 수 있는 물체 크기 측정장치를 제공하는 것이 본 발명의 목적이다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 광학을 이용한 물체 크기 측정장치는 프레임(101); 상기 프레임(101)에 수직 방향으로 소정 간격마다 연속 설치된 발광부(110); 상기 프레임(101)과 수평 방향으로 소정 간격 이격된 프레임(102); 상기 각 발광부(110)와 동일한 높이에 위치하도록 상기 프레임(102)에 수직 방향으로 소정 간격마다 연속 설치된 수광부(120); 및 상기 발광부(110)와 수광부(120)를 온/오프 제어하는 제어부;로 구성됨으로써, 대상물(10)에 가려져 발광부(110)에서 발광된 빛이 수광되지 못한 수광부(120)를 검지하여 대상물(10)의 높이를 측정하도록 구성된다.
이때, 상기 제어부는 모든 발광부(110)와 수광부(120)를 동시에 온 제어한 상태에서 대상물(10)의 높이를 측정하도록 구성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제어부는 동일한 높이의 발광부(110)와 수광부(120)를 하나의 페어(130)로 설정하고, 각각의 페어(130)를 높이 방향으로 순차적 온/오프 제어하도록 구성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제어부는 발광하는 발광부(110)의 페어(130)인 수광부(120)만 온 제어하고, 나머지 수광부(120)는 오프 제어하도록 구성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 발광부(110)의 광원은 LED 또는 벌브인 것을 특징으로 한다.
상기와 같이 구성된 본 발명은 컨베이어 등을 통해 연속 이동하는 대상물을 정지시킬 필요없이 연속적으로 대상물의 높이를 측정할 수 있다.
또한, 종래의 대상물 높이 측정장치에 비해 설비비용을 획기적으로 절감할 수 있고, 외부 충격으로 인해 발광부의 조사각이 틀어지더라도 정상 작동하므로 유지와 보수 비용을 절감할 수 있다.
도 1은 본 발명에 의한 물체 크기 측정장치를 도시한 사시도.
도 2는 본 발명에 의한 물체 크기 측정장치를 도시한 정면도.
도 3은 본 발명의 측정장치로 제1 방법을 이용하여 물체의 높이를 측정하는 상태를 도시한 도면.
도 4 내지 도 7은 본 발명의 측정장치로 제2 방법을 이용하여 물체의 높이를 측정하는 과정을 단계별로 도시한 도면.
도 8은 본 발명에 의한 측정장치의 제2 방법을 도시한 플로우 차트.
도 2는 본 발명에 의한 물체 크기 측정장치를 도시한 정면도.
도 3은 본 발명의 측정장치로 제1 방법을 이용하여 물체의 높이를 측정하는 상태를 도시한 도면.
도 4 내지 도 7은 본 발명의 측정장치로 제2 방법을 이용하여 물체의 높이를 측정하는 과정을 단계별로 도시한 도면.
도 8은 본 발명에 의한 측정장치의 제2 방법을 도시한 플로우 차트.
이하에서는 본 발명의 바람직한 실시 예 및 첨부하는 도면을 참조하여 본 발명을 상세하게 설명하되, 도면의 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 지칭함을 전제하여 설명하기로 한다.
발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에서 어느 하나의 구성요소가 다른 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 당해 구성요소만으로 이루어지는 것으로 한정되어 해석되지 아니하며, 다른 구성요소들을 더 포함할 수 있는 것으로 이해되어야 한다.
본 명세서에서 사용되는 "상부", "하부", "저부", "전방", "후방", "아래" 등의 용어는 단지 설명을 용이하게 하기 위한 것으로 도면에 도시되어 있는 바와 같은 구성요소의 배향을 지칭한다.
도 1은 본 발명에 의한 물체 크기 측정장치를 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명에 의한 물체 크기 측정장치를 도시한 정면도이다.
본 발명에 의한 물체 크기 측정장치는 광학을 이용하여 물체의 크기를 측정하도록 구성된 것으로서 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 소정 간격 이격된 프레임(101,102)과, 어느 한 프레임(101)에 수직 방향으로 소정 간격 이격되어 설치된 발광부(110)와, 다른 프레임(102)에 수직 방향으로 소정 간격 이격되어 설치된 수광부(120) 및 상기 발광부(110)와 수광부(120)를 온/오프 제어하면서 수광부(120)의 수광여부를 수신하는 제어부로 구성된다.
상기와 같이 구성된 본 발명은 컨베이어(11) 등으로 프레임(101,102) 사이를 통과하는 측정 대상물체(이하 '대상물(10)' 이라 한다)의 높이를 측정한다.
어느 한 프레임(101)은 소정 높이로 수직이 되도록 설치되고, 이 프레임(101)에 소정 간격마다 연속되도록 발광부(110)가 설치된다.
그리고 다른 프레임(102)은 소정 높이로 수직이 되도록 설치되고, 이 프레임(102)에 소정 간격마다 연속되도록 수광부(120)가 설치된다.
본 발명은 프레임(101)에 설치된 발광부(110)에서 조사된 빛이 프레임(102)에 설치된 수광부(120)에 수신됨으로써, 프레임(101,102) 사이를 통과하는 대상물(10)의 크기(높이)를 측정한다.
발광부(110)는 도 2와 같이 프레임(101)의 최상단에 제1 발광부(110_1)를 설치하고, 그 하부 방향으로 소정 간격 이격하여 제2 발광부(110_2), 제3 발광부(110_3).....제n-1 발광부(110_(n-1)), 제n 발광부(110_n)가 설치된다.
수광부(120)는 도 2와 같이 프레임(102)의 최상단에 제1 수광부(120_1)를 설치하고, 그 하부 방향으로 소정 간격 이격하여 제2 수광부(120_2), 제3 수광부(120_3).....제n-1 수광부(120_(n-1)), 제n 발광부(120_n)가 설치된다.
발광부(110)의 제1 발광부(110_1)는 수광부(120)의 제1 수광부(120_1)를 향해 빛이 조사되고, 제2 발광부(110_2)는 수광부(120)의 제2 수광부(120_2)를 향해 빛이 조사되며, 제n-1 발광부(110_(n-1))는 제n-1 수광부(120_(n-1)를 향해 빛이 조사되고, 제n 발광부(110_n)는 제n 수광부(120_n)를 향해 빛이 조사되도록 설치된다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 높이측정 방법에 대해 설명한다.
도 3은 본 발명의 측정장치를 이용한 제1 방법을 이용하여 물체의 높이를 측정하는 상태를 도시한 도면이다.
본 발명의 측정장치를 이용한 제1 방법은 발광부(110)에서 사용되는 광원으로 레이저(laser)를 사용한다.
레이저(laser)는 단색성, 간섭성, 에너지 집중도와 고휘도 특성이 있는데, 이 중에서 지향성(directivity)인 빛이 퍼지지 않고 일정한 방향으로 직진하는 성질이 우수하므로 레이저를 조사하는 발광부(110)와, 이 발광부(110)와 동일한 레벨(높이)에서 레이저를 수광하는 수광부(120)가 각각 1:1로 짝을 이루어 작동한다.
도 3과 같이 각각의 발광부(110)에서 레이저가 조사되어 동일한 높이에 설치된 수광부(120)로 레이저가 수광되고 있는 상태에서 컨베이어(11) 상의 높이 측정 대상물(10)이 진입한다.
대상물(10)이 프레임(101,102) 사이로 진입하면 대상물(10)에 의해 그 높이에 해당하는 레이저가 대상물(10)에 의해 차단되어 수광부(120)로 수광되지 못한다.
도시하지 않은 제어부는 레이저가 수광되지 못한 최상단의 수광부(120)에 해당하는 높이를 대상물(10)의 높이로 측정한다.
도 4 내지 도 7은 본 발명의 측정장치를 이용한 제2 방법을 이용하여 물체의 높이를 측정하는 상태를 도시한 도면이다.
본 발명의 측정장치를 이용한 제2 방법은 광원으로 레이저가 아닌 LED, 벌브 등 빛을 조사할 수 있는 다양한 광원을 사용한다.
상술한 제1 방법은 모든 발광부(110)의 광원이 동시에 빛을 조사하고, 모든 수광부(120)가 동시에 수광하면서 발광부(110)와 수광부(120) 사이를 통과하는 대상물(10)의 높이를 측정하도록 구성된 것인 반면에, 제2 방법은 도 4 내지 도 7에 도시한 바와 같이, 제1 발광부(110_1)와 제1 수광부(120_1)로 이루어진 제1 페어(130_1), 제2 발광부(110_2)와 제2 수광부(120_2)로 이루어진 제2 페어(130_2)....제n-1 발광부(110_(n-1))와 제n-1 수광부(120_(n-1))로 이루어진 제n-1 페어(130_(n-1)), 제n 발광부(110_n)와 제n 수광부(120_n)로 이루어진 제n 페어(130_n)가 순차적으로 발광 및 수광하며 대상물(10)의 높이를 측정하도록 구성된다.
제2 방법은 제1 페어(130_1), 제2 페어(130_2), .... , 제n-1 페어(130_(n-1)), 제n 페어(130_n)가 아주 짧은 시간 간격으로 순차적으로 발광 및 수광하도록 구성된다.
도 4 내지 도 7과 같이 발광부(110)와 수광부(120) 사이로 대상물(10)이 진입했을 때 제1 페어(130_1)로부터 제n 페어(130_n)까지 각각의 페어가 순차적으로 동작한다.
이때, 발광부(110)에서 광원으로 레이저가 아닌 LED, 전구 등 일반적인 빛을 조사하는데, 일반적은 빛은 분산되는 성질이 있으므로 제1 발광부(110_1)에서 조사된 빛이 분산되어 제1 수광부(120_1) 뿐만 아니라 인접한 제2 수광부(120_2) 또는 제3 수광부(120_3)에서도 제1 발광부(110_1)에서 조사된 빛이 수광된다.
따라서, 제1 발광부(110_1)에서 빛이 조사될 때는 동일한 레벨(높이)에 설치된 제1 수광부(120_1)만 빛을 검지할 수 있도록 페어링하고, 제n 발광부(110_n)에서 빛이 조사될 때는 동일한 레벨에 설치된 제n 수광부(120_n)만 빛을 검지할 수 있도록 페어링한다.
도 4 내지 도 7과 같이 발광부(110)와 수광부(120) 사이에 대상물(10)을 진입했을 때 짧은 시간 간격으로 각각의 페어가 순차적으로 동작하다가, 어느 한 페어에서 빛이 수광되지 못했을 때 제어부는 수광되지 못한 페어에 해당하는 높이를 대상물(10)의 높이로 측정하게 되다.
이러한 제2 방법의 대상물(10) 높이 측정방법을 좀더 상세하게 설명한다.
도 8에 도시한 바와 같이 제어부가 어느 한 n발광부(최상단의 발광부를 발광하는 것이 바람직하다)만 발광하는 단계(S10)를 실시하고, 이 n발광부와 동일한 레벨(높이)에 위치하고 이 n발광부와 페어된 n수광부에서 빛이 수광되었는지 확인하는 단계(S20)를 실시한다. 이때, 제어부는 해당 n수광부만 확인하고 다른 수광부는 확인하지 않는다.
만일, 상기 n발광부가 최상단에 위치한 제1 발광부이고 이 제1 발광부와 페어된 제1 수광부에서 빛이 수광되지 못하면, 제어부는 대상물의 높이는 측정장치가 측정할 수 있는 높이를 초과하는 높이이거나, 이 발광부의 높이에 해당하는 높이로 인식한다.
n수광부에서 빛이 수광되면 제어부는 n발광부의 발광을 중지하고, n수광부 하부에 위치하는 (n+1)발광부를 발광제어하는 단계(S30)를 실시한다.
(n+1)발광부와 동일한 레벨(높이)에 위치하고 이 (n+1)발광부와 페어된 (n+1)수광부에서 빛이 수광되었느지 확인하는 단계(S40)를 실시한다.
(n+1)수광부에서 빛이 수광되면 제어부는 (n+1)발광부의 발광을 중지하고, (n+1)수광부 하부에 위치하는 (n+1)발광부를 발광 제어하고, (n+1)수광부에서 빛이 수광되지 않으면 제어부는 대상물의 높이를 (n+1)발광부의 높이에 해당하는 높이로 인식한다.
본 발명에서는 제2 방법에서 제어부가 최상단의 발광부(110)로부터 하부 방향으로 각각의 페어(130)를 순차적으로 온/오프 제어하여 대상물(10)의 높이를 측정하도록 구성하였는데, 최하단의 발광부(110)로부터 상부 방향으로 각각의 페어(130)를 순차적으로 온/오프 제어하여 대상물(10)의 높이를 측정하도록 구성할 수도 있다.
또한, 본 발명에서는 대상물(10)의 높이를 측정하도록 구성하였는데, 동일한 구성으로 대상물(10)의 폭, 두께를 측정할 수도 있다.
상기와 같이 구성된 제2 방법은 광원으로 고가의 레이저 장비를 사용할 필요 없이 LED, 전구 등 저렴하고 쉽게 구할 수 있는 일반적인 광원을 사용하므로 시설비용을 획기적으로 절감할 수 있다.
또한, 레이저를 광원으로 사용하면 각각의 발광부(110)에서 조사된 레이저가 동일한 레벨의 수광부(120)로 조사되도록 매우 정밀하게 설치하여야만 하고, 외부의 충격에 의해 발광부의 조사각이 조금만 틀어져도 제대로 작동하지 못하므로 유지와 보수가 매우 까다로운 반면에, 제2 방법은 각각의 발광부(110)와 수광부(120)를 페어링하여 작동하므로 외부의 충격에 조사각이 틀어지더라도 정확하게 측정할 수 있다.
이상 상술한 실시 예를 통해 본 발명의 기술적 사상을 살펴보았다.
본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기재사항으로부터 상기 살펴본 실시 예를 다양하게 변형하거나 변경할 수 있음은 자명하다.
또한, 비록 명시적으로 도시되거나 설명되지 아니하였다 하여도 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기재사항으로부터 본 발명에 의한 기술적 사상을 포함하는 다양한 형태의 변형을 할 수 있음은 자명하며, 이는 여전히 본 발명의 권리범위에 속한다.
첨부하는 도면을 참조하여 설명된 상기의 실시 예는 본 발명을 설명하기 위한 목적으로 기술된 것이며 본 발명의 권리범위는 이러한 실시 예에 국한되지 아니한다.
10 : 대상물
11 : 컨베이어
101 : 프레임
102 : 프레임
110 : 발광부
120 : 수광부
11 : 컨베이어
101 : 프레임
102 : 프레임
110 : 발광부
120 : 수광부
Claims (5)
- 프레임(101);
상기 프레임(101)에 수직 방향으로 소정 간격마다 연속 설치된 발광부(110);
상기 프레임(101)과 수평 방향으로 소정 간격 이격된 프레임(102);
상기 각 발광부(110)와 동일한 높이에 위치하도록 상기 프레임(102)에 수직 방향으로 소정 간격마다 연속 설치된 수광부(120); 및
상기 발광부(110)와 수광부(120)를 온/오프 제어하는 제어부;로 구성됨으로써,
대상물(10)에 가려져 발광부(110)에서 발광된 빛이 수광되지 못한 수광부(120)를 검지하여 대상물(10)의 높이를 측정하도록 구성된 것을 특징으로 하는 물체 크기 측정장치.
- 제1항에 있어서,
상기 제어부는 모든 발광부(110)와 수광부(120)를 동시에 온 제어한 상태에서 대상물(10)의 높이를 측정하도록 구성된 것을 특징으로 하는 물체 크기 측정장치.
- 제1항에 있어서,
상기 제어부는 동일한 높이의 발광부(110)와 수광부(120)를 하나의 페어(130)로 설정하고, 각각의 페어(130)를 높이 방향으로 순차적 온/오프 제어하도록 구성된 것을 특징으로 하는 물체 크기 측정장치.
- 제3항에 있어서,
상기 제어부는 발광하는 발광부(110)의 페어(130)인 수광부(120)만 온 제어하고, 나머지 수광부(120)는 오프 제어하도록 구성된 것을 특징으로 하는 물체 크기 측정장치.
- 제3항에 있어서,
상기 발광부(110)의 광원은 LED 또는 벌브인 것을 특징으로 하는 물체 크기 측정장치.
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| KR1020200162844A KR20220074392A (ko) | 2020-11-27 | 2020-11-27 | 물체 크기 측정장치 |
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| KR1020200162844A KR20220074392A (ko) | 2020-11-27 | 2020-11-27 | 물체 크기 측정장치 |
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| KR (1) | KR20220074392A (ko) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| KR20240038183A (ko) | 2022-09-15 | 2024-03-25 | 충남대학교산학협력단 | 머신러닝 기반 이송 물류 계측 자동화 시스템 및 방법 |
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- 2020-11-27 KR KR1020200162844A patent/KR20220074392A/ko not_active Application Discontinuation
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