JP2002013913A - 物品位置認識装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、物品（ワーク）位置検出を行い、
自動デパレタイズを可能とした物品位置認識装置を提供
することを目的とする。 【解決手段】 パレット１ほぼ中心上方から物品２を撮
影する第１ＣＣＤカメラ11と、パレット１の斜め上方よ
り物品２を撮影する第２ＣＣＤカメラ12と、パレット１
の斜め上方より物品２に対して照明する照明装置13と、
第１ＣＣＤカメラ11により撮影された物品の撮像データ
により照明装置13によって物品２のかどに形成される影
Ｓを利用して物品天面のかどのパターンを認識し、この
認識された物品２のかどの高さを、第１ＣＣＤカメラ11
により撮影された物品２の撮像データと第２ＣＣＤカメ
ラ12により撮影された物品２の撮像データにより求める
ことにより物品２を認識する画像処理装置15を備える。
この構成によれば、物品位置が未知なとき、最上段の物
品２の重心座標データを検出できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、パレット上の物品
（ワーク）の物品位置認識装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、物品位置の検出方式として、事前
に登録された積付パターン情報に基づく物品概略位置の
範囲内で、物品の位置検出を行う方式がある。

【０００３】このような物品位置検出装置の一例が、特
開平６−５５４７７号公報に開示されている。すなわち
図１３に示すように、ロボット51のハンド52に３本のレ
ーザー（投光手段）53とＣＣＤカメラ（撮像手段）54を
取り付け、事前に登録された積付パターン情報に基づく
物品概略位置の範囲内で、ロボット51のハンド52に取り
付けた３本のレーザー53から物品55に対して“キ”の字
を投影させ、これをＣＣＤカメラ54により認識し、物品
55のエッジを検出することにより形状・方向を算出して
いる。この算出した物品55の形状・方向に基づいて、ハ
ンド52の位置が補正され、ハンド52により物品55が支持
され、移載される（デパレタイズされる）。

【０００４】上記物品55の認識の画像処理に必要なデー
タは、物品55のサイズ、撮像距離（ＣＣＤカメラ54と物
品55の天面との距離）、目的の物品55の周辺物品の配置
情報、画像認識最適設定情報、ロボットハンド角度情
報、画像認識リトライ回数設定情報などである。

【０００５】この物品位置検出装置は、物品55のエッジ
を検出する方法を採用することでパターンマッチングを
行わないため、高速認識を行うことができ、デパレタイ
ズ作業の高速化を実現している。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の物品位
置検出装置では、ロボット51のハンド52にＣＣＤカメラ
54が取り付けられているためＣＣＤカメラ54の視野が狭
く、よって物品概略位置の範囲内で物品の位置を検出す
ることから、人手が介在し、登録された積付位置以外の
場所に物品がある場合は検出できず、よって自動でデパ
レタイズを実行できず、全自動で物品のピッキング作業
を行うことができないという問題があった。

【０００７】また従来の物品位置検出装置では、物品55
の認識の画像処理に必要なデータが多く、設定に時間が
かかるという問題があった。そこで、本発明は、人手が
介在してパレット上のどの位置に物品があるのか分から
ない状態の物品位置検出を行い、自動デパレタイズを可
能とし、また画像処理に必要なデータを少なくできる物
品位置認識装置を提供することを目的としたものであ
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前述した目的を達成する
ために、本発明のうち請求項１記載の発明は、パレット
上の物品の位置を認識する装置であって、前記パレット
のほぼ中心上方から前記物品を撮影する第１撮像手段
と、前記パレットの斜め上方より前記物品を撮影する第
２撮像手段と、前記パレットの斜め上方より前記物品に
対して照明する照明手段と、前記第１撮像手段により撮
影された物品の撮像データにより前記照明手段によって
前記物品のかど部に形成される影を利用して物品天面上
のかど部を認識し、この物品天面のかど部の高さを、前
記第１撮像手段により撮影された物品の撮像データと前
記第２撮像手段により撮影された物品の撮像データによ
り求めることにより物品を認識する認識手段とを備えた
ことを特徴とするものである。

【０００９】上記構成によれば、第１撮像手段により撮
影された物品の撮像データにより照明手段によって物品
のかど部に形成される影を利用して物品天面上のかど部
が認識され、この物品天面のかど部の高さが、第１撮像
手段により撮影された物品の撮像データと第２撮像手段
により撮影された物品の撮像データにより求められ、物
品が認識される。

【００１０】また請求項２に記載の発明は、上記請求項
１に記載の発明であって、認識手段は、前記照明手段に
より前記物品のかど部に形成される影を利用した物品天
面上のかど部のパターンを予め記憶し、前記第１撮像手
段により撮影された物品の撮像データにより前記物品の
かど部を抽出し、前記予め記憶されたかど部のパターン
と一致するパターンを求め、その平面座標を記憶するパ
ターンマッチング手段と、前記パターンマッチング手段
により求められた、予め記憶されたかど部のパターンと
一致するパターンの物品天面のかど部の高さを、前記第
１撮像手段により撮影された物品の撮像データと前記第
２撮像手段により撮影された物品の撮像データにより検
出する高さ検出手段と、高さ検出手段により検出された
物品のかど部の高さと、設定された最上段の物品の高さ
が一致する物品を求め、この物品のかど部の平面座標を
記憶する選択手段と、前記選択手段により求めた物品の
かど部から伸びる２本の明暗差のふちから辺を求め、こ
れら辺により物品の向きを求める向き検出手段と、予め
記憶された物品の平面の辺の長さと、前記向き検出手段
により求められた物品の向きと、この物品のかど部の平
面座標により物品の重心の座標を求める重心検出手段と
から構成したことを特徴とするものである。

【００１１】上記構成によれば、第１撮像手段により撮
影された物品の撮像データにより照明手段によって物品
のかど部に形成される影を利用して物品天面上のかど部
が認識され、この物品天面のかど部の高さが、第１撮像
手段により撮影された物品の撮像データと第２撮像手段
により撮影された物品の撮像データにより求められ、こ
の物品のかど部の高さと、設定された最上段の物品の高
さが一致する物品が求められ、この高さが一致した物品
のかど部から伸びる２本の明暗差のふちから辺が求めら
れ、これら２辺により物品の向きが求められ、この求め
られた物品の向きとこの物品のかど部の平面座標により
物品の重心が求められる。

【００１２】また請求項３に記載の発明は、上記請求項
２に記載の発明であって、向き検出手段は、最上段の物
品の個数が１個のとき、物品のかど部から伸ばした２本
の辺の長さの差の領域の明暗差のふちを検出し、一方の
明暗差のふちが認識され、他方の明暗差のふちが認識さ
れないと、前記明暗差のふちが認識された辺を長辺、前
記明暗差のふちが認識されない辺を短辺と認識し、また
最上段の物品の個数が２個で一塊で配置されていると
き、求めた各辺にそれぞれ対向する物品の明暗差のふち
を検出し、明暗差のふちを抽出した辺を長辺、他方の辺
を短辺と認識し、また最上段の物品の個数が３個以上で
一塊で配置されているとき、物品のかど部に対向する長
辺と短辺を検出し、長辺と短辺を検出すると、検出した
長辺に対向する辺を長辺、検出した短辺に対向する辺を
短辺と認識することを特徴とするものである。

【００１３】上記構成によれば、最上段の物品の個数お
よびその配置の状態に応じて物品の長辺と短辺がそれぞ
れ認識され、物品の重心座標が求められる。また請求項
４に記載の発明は、上記請求項１〜請求項３のいずれか
に記載の発明であって、第１および第２撮像手段は、被
写体を撮影するときに赤外映像のみを取り込んだ撮像デ
ータを得る構成としたことを特徴とするものである。

【００１４】上記構成によれば、赤外映像のみを取り込
むことにより物品に印刷された文字、模様、貼付テープ
色（青、緑色など）の影響を少なくすることができ、正
確な撮像データを得ることができる。

【００１５】また請求項５に記載の発明は、上記請求項
１〜請求項４のいずれかに記載の発明であって、照明手
段は昇降手段を有し、設定された最上段の物品の高さに
より、昇降手段を駆動して最上段の物品と照明手段の距
離を一定する構成としたことを特徴とするものである。

【００１６】この構成によれば、最上段の物品と照明手
段の距離が一定とされ、第１および第２撮像手段は、撮
像データを常に正確な精度で得ることができる。また請
求項６に記載の発明は、上記請求項１〜請求項４のいず
れかに記載の発明であって、パレットを昇降する昇降手
段を有し、設定された最上段の物品の高さにより、昇降
手段を駆動して最上段の物品と照明手段の距離を一定す
る構成としたことを特徴とするものである。

【００１７】この構成によれば、最上段の物品と照明手
段の距離が一定とされ、第１および第２撮像手段は、撮
像データを常に同じ明るさで、精度よく得ることができ
る。また請求項７に記載の発明は、上記請求項１〜請求
項４のいずれかに記載の発明であって、第１または第２
撮像手段に自動ズーム機能を付加し、設定された最上段
の物品の高さにより、前記自動ズーム機能により最上段
の物品の撮像データの大きさを調整し一定とする構成と
したことを特徴とするものである。

【００１８】この構成によれば、最上段の物品の大きさ
が一定に調整され、第１または第２撮像手段は、撮像デ
ータを常に正確な精度で得ることができる。また請求項
８に記載の発明は、上記請求項１〜請求項７のいずれか
に記載の発明であって、第１または第２撮像手段に絞り
調整機能を付加したことを特徴とするものである。

【００１９】この構成によれば、物品の表面にハレーシ
ョンが発生しないように絞りが調整され、安定した画像
が取り込める。また請求項９に記載の発明は、上記請求
項１〜請求項８のいずれかに記載の発明であって、複数
の照明手段を備え、これら照明手段を切り換え可能な構
成としたことを特徴とするものである。

【００２０】この構成によれば、物品のかど部に発生す
る影の位置を変更でき、目的の物品のかど部に影を発生
でき、目的の物品の重心位置を求めることができる。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。 ［実施の形態１］図１は本発明の実施の形態１における
物品位置認識装置の構成図である。

【００２２】図１において、１は被認識対象の物品（ワ
ーク）２が積付られたパレットであり、パレット１の最
上段の物品２の位置を認識する物品位置認識装置３が設
けられている。

【００２３】物品位置認識装置３は、パレット１のほぼ
中心上方から物品２を撮影する第１ＣＣＤカメラ（第１
撮像手段）11と、パレット１の斜め上方より物品２を撮
影する第２ＣＣＤカメラ（第２撮像手段）12と、パレッ
ト１の斜め上方より物品２に対して照明する照明装置
（第１照明手段）13と、これら第１ＣＣＤカメラ11と第
２ＣＣＤカメラ12と照明装置13に接続され、パレット１
上の最上段の物品２の位置認識処理を行う画像処理装置
（認識手段）15から構成されている。

【００２４】第１ＣＣＤカメラ11と第２ＣＣＤカメラ12
にはそれぞれ、レンズの表面に赤外線のみを透過する赤
外線フィルタが取り付けられ、また物品２の表面にハレ
ーションが発生しないように絞りを調整し安定した画像
を取り込めるように絞り調整機能が付加されている。第
１ＣＣＤカメラ11と第２ＣＣＤカメラ12においては、赤
外線フィルタにより被写体を撮影するときに赤外映像の
みを取り込んだ撮像データ（映像データ）が得られ、赤
外映像のみを取り込むことにより物品２に印刷された文
字、模様、貼付テープ色（青、緑色など）の影響を少な
くすることができ、正確な撮像データを得ることができ
る。

【００２５】上記照明装置13は、パレット１を斜め上方
より見下ろす所定の角度に固定された照明ランプ16と、
画像処理装置15からの指令により垂直支柱17に沿って照
明ランプ16を昇降する昇降装置18（昇降手段）から構成
されている。昇降装置18は、たとえば照明ランプ16を支
柱17に沿って支持する支持体と、この支持体に設置され
たモータと、このモータの回転軸に連結されたピニオン
と、支柱17に沿って上下方向に敷設され前記ピニオンが
係合するラック（いずれも図示せず）などにより構成さ
れ、モータの回転により支持体が昇降することにより照
明ランプ16が昇降される。

【００２６】上記画像処理装置15は、第１ＣＣＤカメラ
11により撮影された物品２の撮像データにより照明装置
13によって物品２のかど部（ふち，コーナー）に形成さ
れる影を利用して物品天面上のかど部を認識し、この物
品天面のかど部の高さを、第１ＣＣＤカメラ11により撮
影された物品２の撮像データと第２ＣＣＤカメラ12によ
り撮影された物品２の撮像データにより求め、物品の重
心を認識するものである（詳細は後述する）。

【００２７】上記構成の制御構成図を図２に示す。画像
処理装置15は、図２に示すように、第１ＣＣＤカメラ11
により撮影された物品２の撮像データを平面座標で記憶
する第１画像メモリ21と、第２ＣＣＤカメラ12により撮
影された物品２の撮像データを平面座標で記憶する第２
画像メモリ22と、照明装置13により最上段の物品２のか
ど部に形成される影Ｓを利用した物品天面のかど部のパ
ターンが予め記憶された（第１）パターンメモリ23と、
第１画像メモリ21に記憶された物品２の撮像データによ
り、物品２のかど部の影Ｓを利用して物品天面のかど部
を抽出し、パターンメモリ23に予め記憶された物品天面
のかど部のパターンと一致するパターンを求め、その平
面座標を記憶するパターンマッチング手段25と、パター
ンマッチング手段25により求められた、予め記憶された
物品天面のかど部のパターンと一致するパターンの物品
２のかど部の高さｈを、第１画像メモリ21に記憶された
物品２の撮像データと第２画像メモリ22に記憶された撮
像データにより検出する高さ検出手段26と、高さ検出手
段26により検出された物品２のかど部の高さｈと、後述
する昇降用制御手段により求められる最上段の物品２の
高さＨが一致する物品２を求め、この物品２のかど部の
平面座標を記憶する選択手段27と、選択手段27により求
めた物品２のかど部から伸びる２本のエッジ（明暗差の
ふち）の長さを、第１画像メモリ21に記憶された撮像デ
ータより求め、これらエッジの長さと後述する昇降用制
御手段により求められる最上段の物品２の数（個数）に
より物品２の向きを求め、物品２のかど部の平面座標と
ともに出力し、また向きを求めることができなかったと
き、物品２のかど部の平面座標（情報）のみを、後述す
る物品位置検出装置47へ出力する向き検出手段28と、後
述する昇降用制御手段により入力した物品の平面の長さ
（物品２の幅、長さのデータ）と、向き検出手段28によ
り求められた物品２の向きとこの物品２のかど部の平面
座標により物品２の重心の平面座標を求め、この重心の
平面座標データを後述するロボット制御装置19へ出力す
る重心検出手段29と、後述するロボット制御装置19より
入力した物品２のサイズ（物品２の幅、長さ、高さのデ
ータ）、パレット上の総物品数、１段の総物品数、パレ
ット１の厚みのデータより、最上段の物品２の数と、最
上段の物品２までの高さＨを演算し、この最上段の物品
２までの高さＨに基づいて、最上段の物品２と現状認識
している照明装置13との距離を一定とするように、パル
ス信号を照明装置13の昇降装置18へ出力する昇降用制御
手段30と、照明装置13の照明ランプ16へ点灯信号を出力
する駆動手段31から構成されている。

【００２８】物品位置認識装置３を備えたデパレタイズ
部の構成を図３に示す。図３において、20はロボットで
あり、このロボット20は、後述するロボット制御装置19
からの指令に基づいてパレット１から物品２を１個ずつ
持ち上げて移載する。

【００２９】また41は駆動ローラコンベヤから構成され
た搬入コンベヤであり、自動搬送台車（搬送手段の一
例）42より、デパレタイズされる物品２が積付られたパ
レット１を受け取り、物品位置認識装置３が設置された
デパレタイズ位置ａまで搬送する。このデパレタイズ位
置ａにおいて前記ロボット20により物品２はデパレタイ
ズされ、移載コンベヤ43へ移載される。終了すると、パ
レット１は搬入コンベヤ41より、駆動ローラコンベヤか
ら構成された搬出コンベヤ44へ移載され、この搬出コン
ベヤ44によりパレット１は搬送され、自動搬送台車42へ
搬出する。

【００３０】またロボット20のハンド46に従来の３本の
レーザーとＣＣＤカメラ（図示せず）が取り付けられ、
従来のレーザー方式の物品位置検出装置47（図２）が構
成されている。この物品位置検出装置47は、ロボット制
御装置19の一部として構成されており、物品位置認識装
置３の画像処理装置15から、前記最上段の物品２のかど
部の平面座標データを入力すると、公知のように、この
座標データから最上段の物品２の概略位置を判断し、こ
の物品２の概略位置の範囲内で、３本のレーザーから物
品に対して“キ”の字を投影し、これをＣＣＤカメラに
より認識し、物品のエッジを検出することにより物品２
の重心座標を算出し、ロボット制御装置19へ出力する。

【００３１】ロボット制御装置19には、物品２の移載等
を管理する上位コンピュータ（図示せず）より物品２の
移載の数（ピッキング数）などの指令データ、およびデ
パレタイズに必要なデータ、たとえば物品２のサイズ
（物品２の幅、長さ、高さのデータ）、パレット上の総
物品数、１段の総物品数、パレット１の厚みなどのデー
タが入力され、図４に示すように、図１に示す天井型濃
淡方式の画像処理装置15より重心平面座標を入力する
と、このパレット１上に認識された物品２の重心平面座
標および前記デパレタイズに必要なデータに基づいて、
ロボット20へ指令してロボット20を駆動し、あるいは従
来のレーザー方式の物品位置検出装置47より物品２の重
心座標データを入力すると、この重心平面座標および前
記デパレタイズに必要なデータに基づいて、ロボット20
へ指令してロボット20を駆動し、指令データのピッキン
グ数の物品２を１個ずつパレット１より移載コンベヤ43
へ移載させる。

【００３２】天井型濃淡方式の画像処理装置15より重心
平面座標を得る手順を図５〜図８のフローチャートにし
たがって詳細に説明する。なお、ロボット制御装置19よ
り、物品２のサイズ（物品２の幅、長さ、高さのデー
タ）、パレット上の総物品数、１段の総物品数、パレッ
ト１の厚みのデータが入力されているものとする。

【００３３】まず、昇降用制御手段30により、ロボット
制御装置19から入力した物品２の高さデータ、パレット
１上の総物品数、１段の総物品数、パレット１の厚みの
データにより最上段の物品２の数と、最上段の物品２ま
での高さＨを演算し（ステップ−１）、この最上段の物
品２までの高さＨに基づいて、パルス信号を照明装置13
の昇降装置18へ出力し、最上段の物品２と照明装置13と
の距離を一定とする（ステップ−２）。これにより第１
ＣＣＤカメラ11と第２ＣＣＤカメラ12は、常に同じ明る
さで、精度よく撮像データを得ることができる。

【００３４】次に、駆動手段31により照明装置13の照明
ランプ16を駆動してストロボ照射させ、同時に第１ＣＣ
Ｄカメラ11と第２ＣＣＤカメラ12によりパレット１上の
物品２を撮影し、その撮像データを平面座標で、それぞ
れ第１画像メモリ21と第２画像メモリ22に記憶する（ス
テップ−３）。

【００３５】次に、パターンマッチング手段25におい
て、第１画像メモリ21に記憶された物品２の撮像データ
により物品２のかど部の影Ｓを利用して物品天面のかど
部を抽出し、パターンメモリ23に予め記憶された物品天
面のかど部のパターンと一致するパターンを求め、その
平面座標を記憶する（ステップ−４）。

【００３６】パターンマッチング手段25により予め記憶
された物品天面のかど部のパターンと一致するパターン
が求められると（ステップ−５）、続いて高さ検出手段
26において、パターンマッチング手段25により求められ
た、予め記憶された物品天面のかど部のパターンと一致
するパターンの物品２のかど部までの高さｈを、第１画
像メモリ21に記憶された物品２の撮像データと第２画像
メモリ22に記憶された撮像データにより求める（ステッ
プ−６）。

【００３７】次に選択手段27において、高さ検出手段26
により検出された物品２のかど部までの高さｈと、昇降
制御手段30により算出した最上段の物品２までの高さＨ
が一致する物品２を求め、この物品２のかど部の平面座
標を記憶する（ステップ−７）。

【００３８】次に向き検出手段28において、選択手段27
により求めた物品２のかど部から伸びる２本のエッジを
第１画像メモリ21に記憶された撮像データから探す｛た
とえば、トーン差のある数点（たとえば７点）をライン
として見なす｝（ステップ−８）。次にこれらエッジが
直交しているかを確認し（ステップ−９）、直交してい
ることが確認されると、これらエッジを延ばし、断点
（条件が変わる点）を見つけ、２辺の長さを求める（ス
テップ−１０）。

【００３９】以下、下記のステップにより、これら求め
た２辺から長辺と短辺を認識し、物品２の向きを求め
る。まず、向き検出手段28において、昇降用制御手段30
より入力した最上段の物品２の個数が１個かどうかを確
認し（ステップ−１１）、確認すると、求めた２辺の長
さの差の領域のエッジを検出し（ステップ−１２）、一
方のエッジが認識され、他方のエッジが認識されない
と、一方のエッジを長辺、他方のエッジを短辺と認識
し、物品２の向きを求める（ステップ−１３）。

【００４０】向き検出手段28は、上記ステップ−１１に
おいて、最上段の物品２の個数が１個でない場合、入力
した最上段の物品２の個数が２個かどうかを確認し（ス
テップ−１４）、確認すると、求めた２辺にそれぞれ対
向する辺の位置で物品２のエッジを検出し（ステップ−
１５）、２つ以上のエッジを抽出した辺を長辺、他方の
辺を短辺と認識し、物品２の向きを求める（ステップ−
１６）。

【００４１】向き検出手段28は、上記ステップ−１４に
おいて、最上段の物品２の個数が２個でない場合、すな
わち物品２が３個以上の場合、物品２のかど部に対する
対向辺の長辺・短辺が同時に検出できるかを調べ（ステ
ップ−１７）、長辺・短辺を同時に検出できるとき、検
出した長辺に対向する辺を長辺、検出した短辺に対向す
る辺を短辺と認識し、物品２の向きを求める（ステップ
−１８）。ステップ−１８において、長辺・短辺を同時
に検出できないとき、上記最上段の物品２の個数が２個
のときの処理を行い（ステップ−１９）、２つ以上のエ
ッジを抽出した辺を長辺、他方の辺を短辺と認識し、物
品２の向きを求める（ステップ−２０）。

【００４２】上記ステップ−１３，１５，２０におい
て、エラー、すなわち長辺・短辺を認識できないとき、
物品２のかど部の座標を物品位置検出装置47へ出力する
（ステップ−２１）。

【００４３】続いて、重心検出手段29において、昇降制
御手段30より入力された物品２の幅と長さのデータと、
向き検出手段28により求められた物品２の向きと、この
物品２のかど部の平面座標により物品２の重心の平面座
標を求め（ステップ−２２）、この重心の平面座標デー
タをロボット制御装置19へ出力する（ステップ−２
３）。

【００４４】このように、物品位置が未知なとき、物品
位置認識装置３により最上段の物品２の重心座標データ
が検出され、この重心座標データに基づいてロボット制
御装置19を介してロボット20により物品２のデパレタイ
ズが行われることにより、人手が介在してパレット１上
のどの位置に物品２があるのか分からない状態において
も自動でデパレタイズを実行することができ、全自動で
物品２のピッキング作業を行うことができる。

【００４５】また物品位置認識装置３に必要なデータ
は、物品２のサイズ、パレット上の総物品数、１段の総
物品数、パレット１の厚みのデータと数が少なくてよ
く、設定にかかる時間を短縮でき、認識処理時間を短縮
することができる。

【００４６】なお、物品位置が既知なとき、物品位置認
識装置３による輪郭データの認識を行わず、レーザー方
式の物品位置認識装置47により物品位置を認識すること
により、作業時間の短縮を図ることもできる。 ［実施の形態２］図９は本発明の実施の形態２における
物品位置認識装置の構成図である。

【００４７】実施の形態２では、上記実施の形態１の構
成に、新たに、照明装置（第１照明装置）13とはパレッ
ト１を挟んで対象の位置で、パレット１の斜め上方より
物品２に対して照明する第２照明装置（第２照明手段）
14を設けている。

【００４８】また図１０に示すように、画像処理装置15
に、新たに第２照明装置14により最上段の物品２のかど
部に形成される影Ｓを利用した物品天面のかど部のパタ
ーンが予め記憶された第２パターンメモリ24を設け、昇
降用制御手段30は、照明装置13と同時に第２照明装置14
の昇降装置18を駆動するようにしており、また駆動手段
31は、後述するロボット制御装置19より入力した物品２
のデパレタイズ情報により第１照明装置13と第２照明装
置14の一方を選択し、選択した照明装置13または14の照
明ランプ16へ点灯信号を出力し、また選択信号をパター
ンマッチング手段25へ出力するようにしており、さらに
パターンマッチング手段25は、駆動手段31の選択信号に
より、照明装置13のパターンメモリ23または照明装置14
のパターンメモリ24を選択し、選択した照明装置13のパ
ターンメモリ23または照明装置14のパターンメモリ24に
予め記憶された物品天面のかど部のパターンと一致する
パターンを求めるようにしている。

【００４９】また画像処理装置15より重心平面座標を得
る手順では、上記図５〜図８のフローチャートの手順を
実行する前に、「駆動手段31により物品２のデパレタイ
ズ情報に基づいて照明装置13の照明ランプ16、または第
２照明装置14の照明ランプ16を選択する」ステップを実
行する。なお、ロボット制御装置19より、物品２のサイ
ズ、パレット上の総物品数、１段の総物品数、パレット
１の厚みのデータに加えて、上記物品２のデパレタイズ
情報が入力されているものとする。

【００５０】上記物品２のデパレタイズ情報に基づいて
照明装置13の照明ランプ16あるいは第２照明装置14の照
明ランプ16を選択する方法について説明する。パレット
１の搬送中に物品２の荷崩れ、落下を防止するために
は、パレット１の中心に物品２が残るように、たとえば
図１１に番号〜の順で示すように、４隅から物品２
がデパレタイズすることが望まれる。このとき、図１１
において右上に示す番号の物品２をデパレタイズする
とき、矢印Ａで示す番号の物品２の右斜めから第１照
明装置13により照明を当てても番号の物品２のかど部
には影ができない。よって第２照明装置14を選択し、矢
印Ｂで示すように番号の物品２の左斜めから第２照明
装置14により照明を当てて番号の物品２のかど部に影
を作成する。

【００５１】よって図１１に示すように、物品２のデパ
レタイズ情報により第１照明装置13または第２照明装置
14を選択する。このように、物品２のデパレタイズ情報
により照明装置13または14を選択することにより、目的
の物品２のかど部に影Ｓを作ることができ、その重心座
標データを求めることができ、よってパレット１上の外
側に配置された物品２から順にデパレタイズすることが
でき、荷姿を安定させることができる。 ［他の実施の形態］上記実施の形態１，２において、照
明装置13，14に昇降装置18を設けているが、これら昇降
装置18に代えて、パレット１を昇降させる昇降装置を設
け、昇降用制御手段30により算出された最上段の物品２
の高さＨにより、この昇降装置を駆動して最上段の物品
２と照明装置13，14の距離を一定とする構成としてもよ
い。

【００５２】また上記実施の形態１，２において、照明
装置13，14に昇降装置18を設けているが、これら昇降装
置18に代えて、第１ＣＣＤ装置11または第２ＣＣＤ装置
12の少なくとも一方に自動ズーム機能を付加し、昇降用
制御手段30により算出された最上段の物品２の高さＨに
より、前記自動ズーム機能により最上段の物品２の撮像
データの大きさを調整し一定とする構成としてもよい。

【００５３】また上記実施の形態１，２においては、図
３に示すように、デパレタイズ位置ａにおいてロボット
20によりパレット１上より物品２はデパレタイズされ、
移載コンベヤ43へ移載される運用形態を示しているが、
デパレタイズされた物品２が、他のパレット１へ積付ら
れる運用形態とすることもできる。この「パレットから
パレットへのデパレタイズ・パレタイズ」の運用形態の
一例を図１２に示す。図１２において、48は、自動搬送
台車（搬送手段の一例）42より、パレタイズされる物品
２を積付けるパレット１を受け取り、パレタイズ位置ｂ
へ搬送する第２搬入コンベヤであり、この第２搬入コン
ベヤ48によりパレタイズ位置ｂへ搬入されたパレット１
に対して、ロボット20によりデパレタイズ位置ａのパレ
ット１上よりデパレタイズされた物品２が積み込まれる
（パレタイズされる）構成としている。またパレタイズ
が終了したパレット１は、第２搬入コンベヤ48より第２
搬出コンベヤ49へ移載され、この第２搬出コンベヤ49に
より自動搬送台車42へ搬出される構成としている。前記
第２搬入コンベヤ48と第２搬出コンベヤ49は、たとえば
駆動ローラコンベヤから構成される。

【００５４】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、人手
が介在してパレット上のどの位置に物品があるのか分か
らない状態においても、最上段の物品を認識でき、よっ
てこの認識に基づいて物品のデパレタイズが行われるこ
とにより、自動でデパレタイズを実行することができ、
全自動で物品のピッキング作業を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１における物品位置認識装
置の構成図である。

【図２】同物品位置認識装置の制御構成図である。

【図３】同物品位置認識装置を備えたデパレタイズ部の
構成図である。

【図４】同物品位置認識装置を備えたデパレタイズ部の
ロボット駆動の手順を示すフローチャートである。

【図５】同物品位置認識装置による物品認識のフローチ
ャートである。

【図６】同物品位置認識装置による物品認識のフローチ
ャートである。

【図７】同物品位置認識装置による物品認識のフローチ
ャートである。

【図８】同物品位置認識装置による物品認識のフローチ
ャートである。

【図９】本発明の実施の形態２における物品位置認識装
置の構成図である。

【図１０】同物品位置認識装置の制御構成図である。

【図１１】同物品位置認識装置による物品認識の説明図
である。

【図１２】他の実施の形態における物品位置認識装置を
備えたデパレタイズ部の構成図である。

【図１３】物品位置検出装置を備えたロボットの概略構
成と物品位置検出装置による物品検出方法の説明図であ
る。

【符号の説明】

１ パレット ２ 物品 ３ 物品位置認識装置 11 第１ＣＣＤカメラ 12 第２ＣＣＤカメラ 13 照明装置 14 第２照明装置 15 画像処理装置 16 照明ランプ 18 昇降装置 19 ロボット制御装置 20 ロボット 21，22 画像メモリ 23，24 パターンメモリ 25 パターンマッチング手段 26 高さ検出手段 27 選択手段 28 向き検出手段 29 重心検出手段 30 昇降用制御手段 31 駆動手段 47 物品位置認識装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中村 正治 東京都立川市高松町３−19−２ ファンタ ジー立川２Ｆ 株式会社テクノホロン内 (72)発明者 池田 穂高 東京都立川市高松町３−19−２ ファンタ ジー立川２Ｆ 株式会社テクノホロン内 Ｆターム(参考） 2F065 AA53 BB05 DD06 FF05 GG08 HH12 HH14 JJ03 JJ08 JJ09 JJ19 LL06 LL22 LL30 NN03 PP16 PP25 QQ24 QQ31 QQ32 QQ38 RR07 5B047 AA07 AA13 BB04 BC12 BC14 BC23 CA17 CA19 CB22 DC07 5L096 AA13 BA05 CA05 CA14 CA17 FA14 FA60 FA64 FA67 FA70 FA81 JA09 LA05

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 パレット上の物品の位置を認識する装置
   であって、 前記パレットのほぼ中心上方から前記物品を撮影する第
   １撮像手段と、 前記パレットの斜め上方より前記物品を撮影する第２撮
   像手段と、 前記パレットの斜め上方より前記物品に対して照明する
   照明手段と、 前記第１撮像手段により撮影された物品の撮像データに
   より前記照明手段によって前記物品のかど部に形成され
   る影を利用して物品天面上のかど部を認識し、この物品
   天面のかど部の高さを、前記第１撮像手段により撮影さ
   れた物品の撮像データと前記第２撮像手段により撮影さ
   れた物品の撮像データにより求めることにより物品を認
   識する認識手段とを備えたことを特徴とする物品位置認
   識装置。
2. 【請求項２】 認識手段は、 前記照明手段により前記物品のかど部に形成される影を
   利用した物品天面上のかど部のパターンを予め記憶し、
   前記第１撮像手段により撮影された物品の撮像データに
   より前記物品のかど部を抽出し、前記予め記憶されたか
   ど部のパターンと一致するパターンを求め、その平面座
   標を記憶するパターンマッチング手段と、 前記パターンマッチング手段により求められた、予め記
   憶されたかど部のパターンと一致するパターンの物品天
   面のかど部の高さを、前記第１撮像手段により撮影され
   た物品の撮像データと前記第２撮像手段により撮影され
   た物品の撮像データにより検出する高さ検出手段と、 高さ検出手段により検出された物品のかど部の高さと、
   設定された最上段の物品の高さが一致する物品を求め、
   この物品のかど部の平面座標を記憶する選択手段と、 前記選択手段により求めた物品のかど部から伸びる２本
   の明暗差のふちから辺を求め、これら辺により物品の向
   きを求める向き検出手段と、 予め記憶された物品の平面の辺の長さと、前記向き検出
   手段により求められた物品の向きと、この物品のかど部
   の平面座標により物品の重心の座標を求める重心検出手
   段とから構成したことを特徴とする請求項１記載の物品
   位置認識装置。
3. 【請求項３】 向き検出手段は、 最上段の物品の個数が１個のとき、 物品のかど部から伸ばした２本の辺の長さの差の領域の
   明暗差のふちを検出し、一方の明暗差のふちが認識さ
   れ、他方の明暗差のふちが認識されないと、前記明暗差
   のふちが認識された辺を長辺、前記明暗差のふちが認識
   されない辺を短辺と認識し、 最上段の物品の個数が２個で一塊で配置されていると
   き、 求めた各辺にそれぞれ対向する物品の明暗差のふちを検
   出し、明暗差のふちを抽出した辺を長辺、他方の辺を短
   辺と認識し、 最上段の物品の個数が３個以上で一塊で配置されている
   とき、 物品のかど部に対向する長辺と短辺を検出し、長辺と短
   辺を検出すると、検出した長辺に対向する辺を長辺、検
   出した短辺に対向する辺を短辺と認識することを特徴と
   する請求項２に記載の物品位置認識装置。
4. 【請求項４】 第１および第２撮像手段は、被写体を撮
   影するときに赤外映像のみを取り込んだ撮像データを得
   る構成としたことを特徴とする請求項１〜請求項３のい
   ずれかに記載の物品位置認識装置。
5. 【請求項５】 照明手段は昇降手段を有し、設定された
   最上段の物品の高さにより、昇降手段を駆動して最上段
   の物品と照明手段の距離を一定する構成としたことを特
   徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の物品位
   置認識装置。
6. 【請求項６】 パレットを昇降する昇降手段を有し、設
   定された最上段の物品の高さにより、昇降手段を駆動し
   て最上段の物品と照明手段の距離を一定する構成とした
   ことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載
   の物品位置認識装置。
7. 【請求項７】 第１または第２撮像手段に自動ズーム機
   能を付加し、設定された最上段の物品の高さにより、前
   記自動ズーム機能により最上段の物品の撮像データの大
   きさを調整し一定とする構成としたことを特徴とする請
   求項１〜請求項４のいずれかに記載の物品位置認識装
   置。
8. 【請求項８】 第１または第２撮像手段に絞り調整機能
   を付加したことを特徴とする請求項１〜請求項７のいず
   れかに記載の物品位置認識装置。
9. 【請求項９】 複数の照明手段を備え、これら照明手段
   を切り換え可能な構成としたことを特徴とする請求項１
   〜請求項８のいずれかに記載の物品位置認識装置。