JP2001225952A - Picking device - Google Patents

Picking device

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JP2001225952A
JP2001225952A JP2000033766A JP2000033766A JP2001225952A JP 2001225952 A JP2001225952 A JP 2001225952A JP 2000033766 A JP2000033766 A JP 2000033766A JP 2000033766 A JP2000033766 A JP 2000033766A JP 2001225952 A JP2001225952 A JP 2001225952A
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JP
Japan
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article
boundary
picking
line
image
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Pending
Application number
JP2000033766A
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Japanese (ja)
Inventor
Hiroshi Tanaka
博 田中
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Murata Machinery Ltd
Original Assignee
Murata Machinery Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To detect a clearance between an article and a lower article even if an article to be picked projects forward. SOLUTION: The clearance between articles is detected from a discontinuous part of reflected light by providing a CCD camera 40 and line lasers 41, 42 on the bottom of a belt conveyer 16 of the tip of the picking device.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の利用分野】この発明は、トラックの荷台や自動
倉庫の棚、クリーンルームのステーションなどから、物
品をピッキングするためのピッキング装置に関し、特に
ピッキング対象の物品の境界を求めることに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a picking apparatus for picking up articles from a truck bed, an automatic warehouse shelf, a clean room station, and the like, and more particularly to a method for determining a boundary of an article to be picked.

【0002】[0002]

【従来技術】発明者らは、トラックの荷台等から物品を
ピッキングする装置を開発してきた。このピッキング装
置は、先端にベルトコンベヤやフォークなどのピッキン
グ用のヘッドを備え、CCDカメラなどで物品を撮像し
て、物品の境界を認識し、ヘッドでピッキングする位置
を定める。
2. Description of the Related Art The inventors have developed an apparatus for picking up articles from a truck bed or the like. This picking device is provided with a picking head such as a belt conveyor or a fork at the end, picks up an image of an article with a CCD camera or the like, recognizes a boundary of the article, and determines a position for picking with the head.

【0003】このピッキング装置での、画像認識系を図
9に示す。40はCCDカメラで、ランプ90からの光
で撮像し、物品60,60間の境界を検出する。ところ
で図9の画像認識系では、上の物品が下方の物品に対し
て前に凸な場合、段差70が見えず、あたかも上下の物
品が連続しているように見えて、境界を認識しがたい。
例えば図9の場合、段差70の下部からの反射光92と
上部からの反射光91とが、CCDカメラ40の画像で
は連続して、これらの間の隙間を検出しがたい。どのよ
うな場合に物品の境界が認識し難くなるかは、画像認識
系の配置により変化するが、いずれにしても、ピッキン
グ対象の物品の前面が周囲に対して凸あるいは凹の関係
にあると、境界を認識するのが難しくなる。
FIG. 9 shows an image recognition system in this picking device. Reference numeral 40 denotes a CCD camera, which picks up an image with light from a lamp 90 and detects a boundary between the articles 60. By the way, in the image recognition system of FIG. 9, when the upper article is forwardly convex with respect to the lower article, the step 70 is not visible, and the upper and lower articles appear to be continuous, and the boundary is recognized. I want to.
For example, in the case of FIG. 9, the reflected light 92 from the lower part of the step 70 and the reflected light 91 from the upper part are continuous in the image of the CCD camera 40, and it is difficult to detect the gap between them. When it is difficult to recognize the boundaries of the articles depends on the arrangement of the image recognition system. In any case, if the front of the article to be picked is in a convex or concave relationship with the surroundings. , It becomes difficult to recognize the boundaries.

【0004】[0004]

【発明の課題】この発明の課題は、物品の境界部で、物
品の前面が周囲に対して前に凸あるいは後ろに凹の場合
でも、物品の境界部を認識できるようにすることにある
(請求項1〜3)。請求項2の発明での追加の課題は、
物品が傾いて置かれていること並びにその傾きを検出で
きるようにすることにある。請求項3の発明での追加の
課題は、傾いて置かれた物品をも、確実にピッキングで
きるようにすることにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to make it possible to recognize the boundary of an article even when the front surface of the article is convex or concave with respect to the surroundings. Claims 1-3). An additional problem with the invention of claim 2 is that
An object of the present invention is to make it possible to detect that an article is placed in an inclined state and to detect the inclination. An additional object of the third aspect of the present invention is to make it possible to reliably pick an article placed at an angle.

【0005】[0005]

【発明の構成】この発明のピッキング装置は、ピッキン
グ対象の物品をカメラで撮像して、カメラの画像を画像
認識しながらピッキングするようにした装置において、
物品の境界部にライン状に光を照射するための照射手段
と、カメラ画像から照射光の反射光での不連続部を求め
て、物品の境界点を求めるための境界認識手段、とを設
けたことを特徴とする(請求項1)。
The picking apparatus of the present invention is an apparatus which picks up an object to be picked up by a camera and picks up the image while recognizing the image of the camera.
An irradiation unit for irradiating light in a line shape to a boundary portion of the article, and a boundary recognition unit for obtaining a discontinuous portion in reflected light of the irradiation light from the camera image and obtaining a boundary point of the article are provided. (Claim 1).

【0006】ここに不連続部は、反射光の明暗が急激に
変化する位置や反射光の位置が急激に変化する位置を意
味する。またピッキング装置の種類は、実施例に示すよ
うに、自走自在なピッキング装置の本体の先端に、ピッ
キング用のヘッドを搭載して、物品をピッキングするも
のに限らず、例えば自動倉庫などのスタッカークレーン
の移載装置や、無人搬送車や有軌道台車、固定のステー
ションなどでの移載装置などでも良い。
Here, the discontinuous portion means a position where the brightness of the reflected light changes rapidly or a position where the position of the reflected light changes rapidly. Further, as shown in the embodiment, the type of the picking device is not limited to a picking device in which a picking head is mounted on the tip of a main body of a self-propelled picking device, and is used for picking articles. A transfer device of a crane, an automatic guided vehicle, a tracked truck, a transfer device in a fixed station, or the like may be used.

【0007】照射手段は、放電灯などの光源からスリッ
トを介して光を取り出すものでも良いが、好ましくはレ
ーザで構成し、物品の境界部の少なくとも2箇所に、各
々ライン状にレーザ光を照射するようにする。この場
合、1つのレーザからの光をハーフミラーなどの光学系
で2つに分けて、2つのラインに照射しても良く、ある
いは2つのレーザからの光を用いても良い。またレーザ
は、通常のビーム状のレーザ光を出力するものでも良い
が、ラインレーザを用いれば、レーザ光の向きを変えて
ライン状に走査するための光学系が不要になる。そして
境界認識手段は、各照射光で求めた少なくとも2点の物
品の境界点をつなぐように、物品の境界部を求める(請
求項2)。
The irradiating means may be a means for extracting light from a light source such as a discharge lamp through a slit. However, it is preferable that the irradiating means is constituted by a laser, and irradiates the laser light in a line shape to at least two places on the boundary of the article. To do it. In this case, the light from one laser may be divided into two by an optical system such as a half mirror and applied to two lines, or the light from two lasers may be used. The laser may output a normal beam-shaped laser light. However, if a line laser is used, an optical system for changing the direction of the laser light and performing scanning in a line becomes unnecessary. Then, the boundary recognizing means obtains a boundary portion of the article so as to connect at least two boundary points of the article obtained by each irradiation light (claim 2).

【0008】特に好ましくは、ピッキング装置の先端
に、物品をピッキングするためのヘッドを設けると共
に、ヘッドを昇降させるための手段と、ピッキング方向
に沿った軸回りに回動させるための手段とを設けて、求
めた境界部に応じて、前記ヘッドを昇降させると共に軸
回りに回動させる(請求項3)。
Particularly preferably, a head for picking an article is provided at the tip of the picking device, and means for raising and lowering the head and means for rotating the head about an axis in the picking direction are provided. Then, the head is raised and lowered and rotated about an axis in accordance with the obtained boundary portion (claim 3).

【0009】[0009]

【発明の作用と効果】この発明では、物品の境界部にラ
イン状の光を照射して、反射光の不連続部から境界点を
求める。物品の前面と、周囲との境界部では、ライン状
の光に対する反射のパターンが異なり、一般に物品の境
界はライン状の光の反射画像では暗部として表れ、これ
は反射光の不連続部の例である。次に、物品の前面と周
囲との間に前後方向のずれが有る場合、即ち物品前面が
周囲に対して前に凸、あるいは後ろに凹の場合、反射光
のラインがとぎれ、このとぎれを不連続部として、物品
の境界を認識できる。これらのため、この発明では、物
品の前面が周囲に対して凸あるいは凹の関係にある場合
でも、容易に物品の境界を認識できる(請求項1)。
According to the present invention, the boundary portion of the article is irradiated with linear light, and the boundary point is determined from the discontinuous portion of the reflected light. The reflection pattern for linear light is different at the boundary between the front surface of the article and the surroundings. Generally, the boundary of the article appears as a dark part in the reflection image of the linear light, which is an example of a discontinuous part of the reflected light. It is. Next, if there is a shift in the front-rear direction between the front surface of the article and the periphery, that is, if the front surface of the article is convex forward or concave with respect to the periphery, the line of reflected light is broken, and this break is not caused. The boundary of the article can be recognized as a continuous part. Therefore, according to the present invention, even when the front surface of the article has a convex or concave relationship with the surroundings, the boundary of the article can be easily recognized (claim 1).

【0010】請求項2の発明では、物品の境界部の2箇
所にライン状の光を照射するので、2つの境界点が求ま
り、これらの2点をつなぐ線が物品の境界となる。この
ため、物品の境界線が求まり、境界線から物品の傾きの
有無とその程度が求まる(請求項2)。なお物品が不揃
いに積まれて、物品と物品との間に幅の広い隙間がある
場合、隙間の中央を境界線としても、あるいは隙間の上
端を境界線としても良く、どの位置を境界線とするか
は、ピッキング用のヘッドの種類等に応じて定めればよ
い。
According to the second aspect of the present invention, two boundary points of the article are irradiated with linear light, so that two boundary points are obtained, and a line connecting these two points becomes a boundary of the article. For this reason, the boundary line of the article is determined, and the presence / absence and degree of inclination of the article are determined from the boundary line (claim 2). If articles are stacked irregularly and there is a wide gap between the articles, the center of the gap may be used as the boundary line, or the upper end of the gap may be used as the boundary line. Whether to do so may be determined according to the type of picking head and the like.

【0011】請求項3の発明では、ピッキング装置先端
のヘッドを昇降自在、かつピッキング方向に沿った軸回
りに回動自在に構成し、求めた境界部の高さに応じてヘ
ッドを昇降させ、境界部の傾きに応じてヘッドを回動さ
せる。このため、傾いた物品でも確実にピッキングでき
る(請求項3)。
According to the third aspect of the present invention, the head at the tip of the picking device is configured to be vertically movable and rotatable about an axis along the picking direction, and the head is raised and lowered in accordance with the height of the determined boundary. The head is rotated according to the inclination of the boundary. For this reason, picking can be reliably performed even with an inclined article (claim 3).

【0012】[0012]

【実施例】ピッキング装置の構造 図1〜図8に実施例を示す。図1,図2にピッキング装
置2の構造を示すと、3は車体で、4a,4bは左右の
フレームで、6a〜6dは前後左右合計4輪の走行車輪
で、8a,8bは左右の走行駆動部で、図示しない走行
モータと減速機およびブレーキからなる。前後の走行車
輪6a/6b,6c/6dは、左右のチェーン9a,9
b等の伝達手段で動力を伝達されている。そしてピッキ
ング装置2は、走行車輪6a〜6dと走行駆動部8a,
8bとにより、水平面内での前後進と旋回並びに左右方
向への横移動が自在である。なお車輪走行に変えてクロ
ーラー走行などでも良く、また前後の車輪6a/6b,
6c/6dを連結する変わりに、4輪独立駆動でも良
く、あるいは前輪もしくは後輪のみが駆動輪で、他を従
動輪としても良い。
1 to 8 show an embodiment of a picking device . 1 and 2 show the structure of the picking device 2. Reference numeral 3 denotes a vehicle body, 4a and 4b denote left and right frames, 6a to 6d denote a total of four front, rear, left and right running wheels, and 8a and 8b denote left and right running wheels. The drive unit includes a traveling motor (not shown), a speed reducer, and a brake. The front and rear traveling wheels 6a / 6b, 6c / 6d are connected to the left and right chains 9a, 9
Power is transmitted by transmission means such as b. The picking device 2 includes traveling wheels 6a to 6d and traveling driving units 8a,
8b allows forward and backward movement and turning in a horizontal plane and lateral movement in the left and right directions. Crawler travel may be used instead of wheel travel, and front and rear wheels 6a / 6b,
Instead of connecting 6c / 6d, four-wheel independent drive may be used, or only the front or rear wheels may be drive wheels, and the other may be driven wheels.

【0013】10は上部フレームで、左右のフレーム4
a,4bを連結する。フレーム4a,4bと上部フレー
ム10とを用いて、ベルトコンベヤやローラコンベヤ等
からなる基部側のコンベヤ12等を昇降させ、14は中
間のローラコンベヤで、パンタグラフ15等により、コ
ンベヤ長を伸縮自在である。16は先端側のベルトコン
ベヤで、ピッキングやロード用のヘッドの例であり、1
8はコンベヤで、ベルトコンベヤ16とローラコンベヤ
14との中間にある。20はコンベヤ12の下部のコン
ベヤフレーム、22はコンベヤフレーム20に接続した
ガイドで、24はコンベヤ12の底部等に配置したガイ
ドで、これらをジョイント26で結合する。28は回動
軸で、コンベヤ12,14,16,18は、回動軸28
を中心として、ジョイント26により水平面内で回動で
きる。
Reference numeral 10 denotes an upper frame, which is composed of left and right frames 4.
a and 4b are connected. By using the frames 4a and 4b and the upper frame 10, the base side conveyor 12 and the like consisting of a belt conveyor, a roller conveyor and the like are raised and lowered. is there. Reference numeral 16 denotes a belt conveyor on the tip side, which is an example of a head for picking and loading.
A conveyor 8 is located between the belt conveyor 16 and the roller conveyor 14. Reference numeral 20 denotes a conveyor frame below the conveyor 12, reference numeral 22 denotes a guide connected to the conveyor frame 20, reference numeral 24 denotes a guide arranged at the bottom of the conveyor 12, and the like. 28 is a rotating shaft, and the conveyors 12, 14, 16, and 18 are rotating shafts 28.
Can be rotated around a horizontal plane by the joint 26.

【0014】パンタグラフ15はローラコンベヤ14を
伸縮させ、32は旋回駆動部で、コンベヤ16,18
を、コンベヤ14の軸方向を中心として、ロール角方向
に回動させる。この回動角をθとして図2に示し、回動
軸はピッキング方向に沿った軸であり、物品が傾いて積
まれている場合に、コンベヤ16を傾かせてピッキング
する。34はスクープ軸で、先端のベルトコンベヤ16
を、スクープ軸34を中心としてダイブ/スクワット方
向に回動させる。回動角を図2にφとして示し、これは
コンベヤ12,14よりも低い位置で物品をピッキング
あるいはロードする際に有効である。図2の36はアー
ムで、先端がコンベヤフレーム20に固定で、基端がフ
レーム4a,4b内で前後進して、コンベヤフレーム2
0を昇降させることにより、コンベヤ16を昇降させ
る。なお基部のコンベヤ12に、図1,図2に鎖線で示
す他のコンベヤ等を接続し、ピッキングしたあるいはロ
ードする物品が搬出入されるようにする。
A pantograph 15 expands and contracts the roller conveyor 14, and a rotary drive 32 is provided for the conveyors 16 and 18.
Is rotated in the roll angle direction around the axial direction of the conveyor 14. This rotation angle is shown in FIG. 2 as θ, and the rotation axis is an axis along the picking direction. When articles are stacked in an inclined state, the conveyor 16 is tilted for picking. Reference numeral 34 denotes a scoop shaft, which is a belt conveyor 16 at the tip.
Is rotated in the dive / squat direction about the scoop shaft 34. The rotation angle is shown in FIG. 2 as φ, which is effective when picking or loading articles at a position lower than the conveyors 12 and 14. The arm 36 in FIG. 2 has a distal end fixed to the conveyor frame 20 and a proximal end moving forward and backward in the frames 4a and 4b.
By raising and lowering 0, the conveyor 16 is raised and lowered. It should be noted that another conveyor or the like shown by a chain line in FIGS. 1 and 2 is connected to the base conveyor 12 so that picked or loaded articles are carried in and out.

【0015】実施例のピッキング装置2では、フレーム
4a,4b,10,20等でコンベヤ12〜18を支
え、車体3の前後進、旋回、横移動の運動と、アーム3
6を用いた昇降運動、及び回動軸28を中心とした回動
により、作業位置へ向けて姿勢を制御する。さらに旋回
駆動部32によるコンベヤ16の回動や、スクープ軸3
4を中心とした回動により、コンベヤ16の向きを制御
する。またパンタグラフ15を用いて、ピッキング時や
ロード時にベルトコンベヤ16を前進させて、ピッキン
グ対象の物品に接触させてピッキングし、あるいはロー
ドする物品を積み下ろす。なおピッキング装置2は、ト
ラックや棚あるいはパレット等からの物品のピッキング
と、これらのものに物品を規則正しくロードすることな
どに用いることができる。
In the picking device 2 according to the embodiment, the conveyors 12 to 18 are supported by the frames 4a, 4b, 10, 20 and the like, and the vehicle body 3 moves forward and backward, turns, moves sideways, and the arm 3 moves.
The posture is controlled toward the work position by the lifting and lowering movement using the rotation 6 and the rotation about the rotation shaft 28. Further, the rotation of the conveyor 16 by the rotation drive unit 32 and the scoop shaft 3
The rotation of the conveyor 4 controls the direction of the conveyor 16. Further, the belt conveyor 16 is advanced by using the pantograph 15 at the time of picking or loading, and is brought into contact with the article to be picked and picked up or unloaded. The picking device 2 can be used for picking an article from a truck, a shelf, a pallet, or the like, and for regularly loading the article onto these items.

【0016】ピッキング装置2の制御系を説明すると、
上部フレーム10の頂面には上部カメラ38があり、ピ
ッキングしようとする物品60の山を全体として撮像す
る。またベルトコンベヤ16の下部等で、例えばピッキ
ング装置の先端部のヘッドの付近には、CCDカメラ4
0があり、一対のラインレーザ41,42からのライン
状の照射光に対する反射光を用いて、ピッキング対象の
物品の下部境界付近を局所的に撮像する。これらによ
り、作業対象箇所の全体画像と局所画像とが得られ、後
述の画像認識により、コンベヤ16の作業に必要な高さ
位置や向きを求める。
The control system of the picking device 2 will be described.
An upper camera 38 is provided on the top surface of the upper frame 10 and captures an image of a mountain of the article 60 to be picked as a whole. In addition, for example, near the head at the tip of the picking device, at the lower portion of the belt conveyor 16 or the like, a CCD camera 4
0, and locally image the vicinity of the lower boundary of the article to be picked using reflected light with respect to linear irradiation light from the pair of line lasers 41 and 42. As a result, an overall image and a local image of the work target portion are obtained, and a height position and a direction necessary for the work of the conveyor 16 are obtained by image recognition described later.

【0017】44は例えばフレーム4aに設けた基部コ
ントローラで、上位コントローラ46と通信して作業の
指令を受け、作業結果を報告する。基部コントローラ4
4には、画像認識装置等を設けて、カメラ38,40か
らの画像を処理し、特にカメラ40からの画像での、照
射したライン状のレーザ光の反射光での不連続部を検出
して、物品の例えば下部の境界、即ち物品間の隙間62
を検出する。
Reference numeral 44 denotes a base controller provided on the frame 4a, for example, which communicates with a host controller 46, receives a work command, and reports a work result. Base controller 4
4 is provided with an image recognition device and the like, processes images from the cameras 38 and 40, and particularly detects a discontinuous portion in the reflected light of the irradiated linear laser light in the image from the camera 40. Thus, for example, the lower boundary of the article, that is, the gap 62 between the articles
Is detected.

【0018】検出する不連続部は、反射光の画像での明
暗の不連続点(反射光のラインの暗部)や反射光のライ
ンの位置のとぎれである。そして基部コントローラ44
は、2つのラインレーザ41,42からの照射光の反射
光を用いて求めた、2つの不連続点(境界点)を結ぶ直
線を発生させて、この直線を物品の下部の境界とする。
なお不連続部が上下に幅が広い場合、不連続部内の上端
を境界点とする。これは例えば、不連続部内で画像が暗
から明となる2点の内の上側の点や、物品のとぎれの内
で上側の物品の側で、とぎれた反射光が再びつながる位
置のことである。
The discontinuous portion to be detected is a discontinuous point of light and dark in the image of the reflected light (dark portion of the line of the reflected light) or a discontinuity of the position of the line of the reflected light. And the base controller 44
Generates a straight line connecting two discontinuous points (boundary points) obtained using reflected light of irradiation light from the two line lasers 41 and 42, and sets this straight line as a lower boundary of the article.
When the discontinuous portion is wide vertically, the upper end in the discontinuous portion is defined as a boundary point. This is, for example, the upper point of the two points where the image changes from dark to light in the discontinuous portion, or the position of the upper article in the gap of the article where the reflected light is reconnected. .

【0019】図1に示すように、基部コントローラ44
には、手元操作部48をケーブルや赤外線通信などで接
続し、手元操作部48で車体3から離隔して、ピッキン
グ装置2を制御できるようにする。手元操作部48には
タッチパネル50を設け、例えば、上部カメラ38で撮
像した画像に、CCDカメラ40で撮像したラインレー
ザの画像を重ねて表示し、オペレータがこのパネル50
にタッチすることにより、作業の開始位置や終了位置な
どの作業範囲、作業の繰り返し回数、あるいはピッキン
グする個々の物品等を指定できるようにする。
As shown in FIG.
The pick-up device 2 can be controlled by connecting the hand operation unit 48 by a cable, infrared communication, or the like, separating the hand operation unit 48 from the vehicle body 3. A touch panel 50 is provided on the hand operation unit 48. For example, an image of the line laser imaged by the CCD camera 40 is superimposed on an image captured by the upper camera 38 and displayed.
By touching, it is possible to specify a work range such as a start position and an end position of the work, the number of repetitions of the work, or individual articles to be picked.

【0020】手元操作部48にはキーボード52を設け
て、種々の動作や変数の値を入力できるようにし、例え
ば52aは右移動キー、52bは左移動キーで、キー5
2a,bを押すと、車体3は所定の距離だけ右あるいは
左に横移動する。なお1回の横移動の幅は例えば変数と
してキーボード52などから入力して変更でき、作業す
る物品の1個分の横幅、あるいはその1/2〜1/5程
度の値とすると便利である。もしくはキー52a,52
bを押している時間の長さ、あるいはキー52a,52
bを押す圧力などにより、横移動距離を入力できるよう
にすると便利である。
A keyboard 52 is provided on the hand operation unit 48 so that various operations and values of variables can be input. For example, 52a is a right movement key, 52b is a left movement key, and 52b is a left movement key.
When the user presses 2a and 2b, the vehicle body 3 moves rightward or leftward by a predetermined distance. The width of one horizontal movement can be changed, for example, by inputting it as a variable from the keyboard 52 or the like, and it is convenient to set the width to the width of one article to be worked or a value of about 1/2 to 1/5 thereof. Or keys 52a, 52
The length of time that b is pressed, or keys 52a, 52
It is convenient if the lateral movement distance can be input by the pressure of pressing b or the like.

【0021】実施例では、マニュアル操作用に手元操作
部48を設けたが、その位置は任意であり、また操作部
48の代わりに図示しない音声入力部を設けて、ピッキ
ング装置2を音声で制御するようにしても良い。
In the embodiment, the hand operation section 48 is provided for manual operation. However, the position thereof is arbitrary, and a voice input section (not shown) is provided in place of the operation section 48 to control the picking device 2 by voice. You may do it.

【0022】ピッキングやロードの対象物品60は段ボ
ール等であり、例えばトラックの荷台に積まれている。
ピッキング時には、ベルトコンベヤ16をピッキング対
象の物品に接触させ、コンベヤ16を図2に示すように
運動させると、ベルトコンベヤ16と物品60との摩擦
により物品が持ち上げられて、ベルトコンベヤ16上へ
と搬送される。搬送された物品はコンベヤ18,14を
介してコンベヤ12まで送られ、図1,図2の右側へと
搬送される。ロード時にはコンベヤ16を逆方向に運動
させると、物品がコンベヤ16の先端位置に積み下ろさ
れる。
The object 60 to be picked or loaded is a cardboard or the like, and is loaded on a truck bed, for example.
At the time of picking, when the belt conveyor 16 is brought into contact with the article to be picked and the conveyor 16 is moved as shown in FIG. Conveyed. The conveyed article is sent to the conveyor 12 via the conveyors 18 and 14, and is conveyed to the right side in FIGS. When the conveyor 16 is moved in the reverse direction at the time of loading, the articles are unloaded at the tip of the conveyor 16.

【0023】次の物品をピッキングする前に、パンタグ
ラフ15を縮めて、コンベヤ16と物品60との接触を
断ち、アーム36を用いた昇降等により、次の物品をピ
ッキングするのに適した位置まで、コンベヤ16を移動
させる。
Before picking the next article, the pantograph 15 is contracted, the contact between the conveyor 16 and the article 60 is cut off, and the arm 36 is moved up and down to a position suitable for picking the next article. Then, the conveyor 16 is moved.

【0024】ピッキング装置での物品の境界認識 物品60を認識するには、境界の位置、特に物品60の
下側の境界を検出する必要がある。物品60の境界認識
を、図3〜図8により説明する。図3に示すように、一
対のラインレーザ41,42の照射線65,66は、C
CDカメラ40の視野64の中心線64Cから、平面視
で斜めに配置することが好ましい。このようにすると、
山積みされた物品60で、物品の境目に前後の段差があ
る場合に、物品の境界をより認識しやすくなる。物品6
0の下側の境界点はラインレーザの照射線65,66毎
に求まるので、実施例の場合、2点の境界点が求まり、
これらを結ぶ直線を求めれば、物品60の下側の境界の
位置と傾きとが定まる。
In order to recognize the article 60 with the picking device, it is necessary to detect the position of the border, especially the lower border of the article 60. The boundary recognition of the article 60 will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 3, the irradiation lines 65 and 66 of the pair of line lasers 41 and 42 are C
It is preferable to arrange the CD camera 40 obliquely in a plan view from the center line 64C of the visual field 64 of the CD camera 40. This way,
When there is a step before and after the boundary between the articles 60 in the pile of articles 60, the boundary between the articles can be more easily recognized. Article 6
Since the lower boundary point of 0 is obtained for each irradiation line 65 and 66 of the line laser, in the case of the embodiment, two boundary points are obtained,
If a straight line connecting these is obtained, the position and inclination of the lower boundary of the article 60 are determined.

【0025】図4に、ラインレーザ42からの照射線6
6を鉛直方向に沿って示すと、物品60,60間の隙間
(境界)62では、反射光がCCDカメラ40以外の方
向に広く拡散するので、CCDカメラ40では隙間62
が暗く見え、これから境界を検出できる。
FIG. 4 shows the irradiation line 6 from the line laser 42.
6 is shown along the vertical direction, in the gap (boundary) 62 between the articles 60, 60, the reflected light is widely diffused in directions other than the CCD camera 40, so that the CCD camera 40 has the gap 62.
Appear dark, from which the boundaries can be detected.

【0026】図5に、上側の物品60uと下側の物品6
0dとを示し、上側の物品60uが下側の物品60d上
に傾かずに積まれている場合、CCDカメラ40から見
た照射線の画像67,68には境界部で暗部が発生し、
これを照射線の画像67,68の不連続点(境界点)と
する。一方図5に鎖線で示すように、上側の物品60u
が傾いて積まれている場合、照射線の画像は線67m,
68mのように変化して暗部の幅が増す。この場合も2
つの境界点が発生するので、暗から明に変化する上側の
点を求めてこれらを結べば、上側の物品60uの下端位
置とその傾きとが判明する。
FIG. 5 shows an upper article 60u and a lower article 6
0d, and when the upper article 60u is stacked on the lower article 60d without tilting, dark areas are generated at the boundaries in the radiation images 67 and 68 viewed from the CCD camera 40,
This is defined as a discontinuous point (boundary point) between the images 67 and 68 of the irradiation line. On the other hand, as shown by a chain line in FIG.
Is stacked at an angle, the image of the irradiation line is line 67m,
It changes like 68m and the width of the dark part increases. Also in this case 2
Since two boundary points are generated, an upper point at which the color changes from dark to bright is obtained, and these points are connected to each other, whereby the lower end position of the upper article 60u and its inclination can be determined.

【0027】図6に、上下の物品60u,60d間で前
後の段差が有る場合の、ラインレーザ41,42からの
照射線の画像67,68を示す。図6の左側に示すよう
に、上下の物品60u,60d間に段差70があり、上
側の物品60uが前方に凸であるとする。一対のライン
レーザ41,42の照射線65,66を、平面視でCC
Dカメラ40の視野の中心線64Cに対して斜めに配置
する。すると、上側の物品60uと下側の物品60dと
では、レーザー光が反射する位置が、図6の実線と鎖線
のように異なる。このため図6の右側に示すように、照
射線の画像67,68には不連続なギャップ72,72
が表れ、物品60u,60dの境界を明瞭に認識でき
る。なお照射線65,66が視野の中心線64Cと平行
な場合でもギャップ72が生じるが、図6の場合に比べ
てギャップが小さくなる。
FIG. 6 shows images 67 and 68 of the irradiation light from the line lasers 41 and 42 when there is a front and rear step between the upper and lower articles 60u and 60d. As shown on the left side of FIG. 6, it is assumed that there is a step 70 between the upper and lower articles 60u and 60d, and the upper article 60u is convex forward. The irradiation lines 65 and 66 of the pair of line lasers 41 and 42 are
It is arranged obliquely with respect to the center line 64C of the visual field of the D camera 40. Then, the position where the laser light is reflected differs between the upper article 60u and the lower article 60d as shown by the solid line and the chain line in FIG. For this reason, as shown on the right side of FIG.
Appears, and the boundaries between the articles 60u and 60d can be clearly recognized. Although the gap 72 occurs even when the irradiation lines 65 and 66 are parallel to the center line 64C of the visual field, the gap is smaller than that in the case of FIG.

【0028】実施例では一対のラインレーザ41,42
を用いたが、ラインレーザは1本でも良く、あるいは通
常のビーム状のレーザ光(スポット状のレーザ光)を出
力するレーザでも良い。このような例を、図7,図8に
示す。ただしこれらの例では、レーザ光を分割したり、
ビーム状のレーザ光でスキャンするための可動の光学系
が必要で、好ましくはない。図7は、ラインレーザ42
からの光をハーフミラー74で分割して、ハーフミラー
74の反射光をミラー76で反射し、一対のライン状の
レーザ光を発生させるものである。
In the embodiment, a pair of line lasers 41, 42
However, a single line laser may be used, or a laser that outputs a normal beam-shaped laser beam (spot-shaped laser beam) may be used. Such examples are shown in FIGS. However, in these examples, the laser beam is split,
A movable optical system for scanning with a beam of laser light is required, which is not preferable. FIG. 7 shows a line laser 42.
Is split by a half mirror 74, the reflected light from the half mirror 74 is reflected by a mirror 76, and a pair of linear laser lights is generated.

【0029】図8の変形例は、通常のビーム状のレーザ
80からの光をハーフミラー74とミラー76を用いて
2つのビームに分割し、可動のレンズ82,82を用い
て、物品60,60間の境界部を、例えば鉛直方向に走
査するものである。
In the modification shown in FIG. 8, light from a normal beam laser 80 is split into two beams by using a half mirror 74 and a mirror 76, and the articles 60, The boundary between the 60s is scanned, for example, in the vertical direction.

【0030】実施例では一対のライン状のレーザ光を用
いたが、レーザ光は1本のラインのみでも良く、あるい
は放電灯などから取り出したスリット光でも良い。さら
にレーザ41,42,80は、ピッキング装置先端のヘ
ッド以外の場所に設けても良い。
In the embodiment, a pair of linear laser beams is used. However, the laser beam may be a single line or a slit beam extracted from a discharge lamp or the like. Further, the lasers 41, 42, and 80 may be provided at locations other than the head at the tip of the picking device.

【0031】実施例では、ベルトコンベヤ16と物品と
の摩擦を用いてピッキングするものを示したが、先端の
ベルトコンベヤ16に代えてフォーク等を用い、物品と
物品との隙間にフォーク等を差し込んでピッキングして
も良い。またピッキング装置を、スタッカークレーンや
無人搬送車あるいは有軌道台車などに搭載して、搬送し
ても良く、あるいは固定のステーションに配置しても良
い。
In the embodiment, picking is performed by using friction between the belt conveyor 16 and the article. However, a fork or the like is used instead of the belt conveyor 16 at the tip, and a fork or the like is inserted into a gap between the articles. May be picked. Further, the picking device may be mounted on a stacker crane, an automatic guided vehicle, a tracked truck, or the like, and may be transported, or may be arranged at a fixed station.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 実施例のピッキング装置の平面図FIG. 1 is a plan view of a picking device according to an embodiment.

【図2】 実施例のピッキング装置の側面図FIG. 2 is a side view of the picking device according to the embodiment.

【図3】 実施例のピッキング装置での、境界認識部の
配置を示す要部平面図
FIG. 3 is a main part plan view showing an arrangement of a boundary recognition unit in the picking device of the embodiment.

【図4】 実施例のピッキング装置での、境界認識部の
配置を示す要部側面図
FIG. 4 is a side view of a main part showing an arrangement of a boundary recognition unit in the picking device of the embodiment.

【図5】 実施例のピッキング装置での、ラインレーザ
ーの照射線の画像を示す正面図
FIG. 5 is a front view showing an image of irradiation light of a line laser in the picking device of the embodiment.

【図6】 前に凸に物品が積まれている場合の、実施例
での境界部の反射画像の特徴を示す図
FIG. 6 is a diagram showing characteristics of a reflection image of a boundary portion in the embodiment when articles are stacked convexly in front.

【図7】 1つのラインレーザー光をハーフミラーで分
割した実施例での境界認識を示す図
FIG. 7 is a diagram showing boundary recognition in an embodiment in which one line laser beam is divided by a half mirror.

【図8】 1つのレーザー光をハーフミラーで分割し、
可動レンズで操作する境界認識を示す図
FIG. 8 divides one laser beam with a half mirror,
Diagram showing boundary recognition operated by a movable lens

【図9】 前に凸に物品が積まれている場合の、従来例
での反射光のパターンを示す図
FIG. 9 is a diagram showing a pattern of reflected light in a conventional example when articles are stacked convexly in front.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2 ピッキング装置 3 車体 4a,4b フレーム 6a〜6d 走行車輪 8a,8b 走行駆動部 9a,9b チェーン 10 上部フレーム 12 コンベヤ 14 ローラコンベヤ 15 パンタグラフ 16 ベルトコンベヤ 18 ローラコンベヤ 20 コンベヤフレーム 22,24 ガイド 26 ジョイント 28 回動軸 32 旋回駆動部 34 スクープ軸 36 アーム 38 上部カメラ 40 CCDカメラ 41,42 ラインレーザ 44 基部コントローラ 46 上位コントローラ 48 手元操作部 50 タッチパネル 52 キーボード 52a 右移動キー 52b 左移動キー 60 物品 62 隙間 64 視野 65,66 照射線 67,68 照射線の画像 70 段差 72 ギャップ 74 ハーフミラー 76 ミラー 80 レーザ 82 可動レンズ 2 Picking device 3 Body 4a, 4b Frame 6a-6d Running wheel 8a, 8b Running drive 9a, 9b Chain 10 Upper frame 12 Conveyor 14 Roller conveyor 15 Pantograph 16 Belt conveyor 18 Roller conveyor 20 Conveyor frame 22, 24 Guide 26 Joint 28 Rotation axis 32 Rotation drive unit 34 Scoop axis 36 Arm 38 Upper camera 40 CCD camera 41, 42 Line laser 44 Base controller 46 Upper controller 48 Hand operation unit 50 Touch panel 52 Keyboard 52a Right movement key 52b Left movement key 60 Article 62 Gap 64 Field of view 65, 66 Irradiation line 67, 68 Image of irradiation line 70 Step 72 Gap 74 Half mirror 76 Mirror 80 Laser 82 Movable lens

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2F065 AA15 BB17 DD03 FF04 GG04 GG16 KK02 MM22 MM23 MM24 MM25 MM28 PP04 PP05 PP15 PP22 3F022 JJ07 JJ15 KK01 LL05 LL07 LL11 MM08 3F030 AA04 AB04 BA03 BA04 BB01 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on front page F term (reference) 2F065 AA15 BB17 DD03 FF04 GG04 GG16 KK02 MM22 MM23 MM24 MM25 MM28 PP04 PP05 PP15 PP22 3F022 JJ07 JJ15 KK01 LL05 LL07 LL11 MM08 3F030 AA04 AB04 BA03 BA04 BB01

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ピッキング対象の物品をカメラで撮像し
て、前記カメラの画像を画像認識しながらピッキングす
るようにした装置において、 前記物品の境界部にライン状に光を照射するための照射
手段と、前記カメラ画像から前記照射光の反射光での不
連続部を求めて、物品の境界点を求めるための境界認識
手段、とを設けたことを特徴とする、ピッキング装置。
An apparatus for picking up an article to be picked up by a camera and picking up the image while recognizing the image of the camera, wherein a irradiating means for irradiating light to the boundary of the article in a line shape. And a boundary recognizing means for obtaining a discontinuous portion in the reflected light of the irradiation light from the camera image to obtain a boundary point of the article.
【請求項2】 前記照射手段を、物品の境界部の少なく
とも2箇所に、各々ライン状にレーザ光を照射するよう
に構成し、前記境界認識手段を、前記各照射光で求めた
少なくとも2点の物品の境界点をつないで物品の境界部
を求めるように構成した、ことを特徴とする、請求項1
のピッキング装置。
2. The method according to claim 1, wherein the irradiating means is configured to irradiate at least two points on the boundary of the article with laser light in a line shape, respectively, and the boundary recognizing means is configured to detect at least two points determined by the respective irradiating lights. 2. The method according to claim 1, wherein a boundary portion of the article is obtained by connecting the boundary points of the articles.
Picking equipment.
【請求項3】 前記ピッキング装置の先端に、物品をピ
ッキングするためのヘッドを設けると共に、該ヘッドを
昇降させるための手段と、ヘッドをピッキング方向に沿
った軸回りに回動させるための手段とを設けて、求めた
境界部に応じて、前記ヘッドを昇降させると共に該軸回
りに回動させるようにしたことを特徴とする、請求項2
のピッキング装置。
3. A means for picking up an article at a tip of the picking device, means for moving the head up and down, and means for rotating the head about an axis along the picking direction. 3. The apparatus according to claim 2, wherein the head is moved up and down and rotated around the axis in accordance with the determined boundary portion.
Picking equipment.
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