JP2003176025A - 単一商品の自動積み付けロボットシステムにおける荷姿作成方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 単一品種の商品を積み荷の対象とした単一品
種の自動積み付けロボットシステムに於いて、ロボット
に対する指令の基となる“荷姿の定義情報”の登録作業
に係る労力を極端に減らすことができる荷姿作成方法及
びその装置を提供する。 【解決手段】 前記積み荷及び前記当該パレットの各寸
法情報に基づき、当該パレットの積載面への積み荷の充
填率を高めるように当該パレットの１段目の積み荷の荷
姿を自動計算する平面荷姿計算ステップと、前記自動計
算された１段目の荷姿を含む前記パレット上に積載され
ている積み荷の様子を示す積み姿図を表示する表示ステ
ップとを含み；前記積み姿図上で指示された１つの積み
荷若しくは複数の積み荷を指定方向へ小移動して位置を
微調整する第１のステップを少なくとも有する指示ステ
ップに従い、前記自動計算された１段目の荷姿の定義情
報を基に当該パレットの種類及び当該品種の積み荷に対
応する最終的な荷姿の定義情報を作成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、単一商品の自動積
付けロボットシステムにおける荷姿の作成方法及びその
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、物流業界においては、品物の積み
替え作業はいたる所で行われているが、なかなか機械化
ができず、品物の積み替え作業は人手によって単純な作
業の繰り返しとして消化されてきた。近年、ロボット技
術の進展に伴い、この物流の世界にも機械化の波が押し
寄せてきている。

【０００３】しかしながら、様々な注文に応じた異品種
の混載積み付け作業（ランダムパレタイジング）を実現
するのは極めて困難であった。本願発明者は、このよう
なランダムパレタイジングを実現する手法としては、例
えば特許文献１、特許文献２、特許文献３に記載のもの
を提案している。

【０００４】特許文献１においては、自動倉庫とロボッ
トの組合せによるランダムパレタイズ（平積み）を行う
ことを提案している。そして、特許文献２においては、
自動倉庫又はコンベアーと、積み方教示装置と、バラン
サーとを組み合わせてランダムパレタイズ（平積み）を
実現している。

【０００５】また、特許文献３においては、配送順に沿
った積み付け（棒積み）を行うことが可能なランダムパ
レタイズ装置を提案している。このランダムパレタイズ
装置のパソコンの画面には、図４４に示すように、搬送
されてくる積み荷を所定数（本例では８個）斜視図で示
す入力表示画面７０、積み荷がパレット上に積まれてゆ
く様子を斜視図で示す全体荷姿立面図面７２、その様子
を平面図で示す全体荷姿平面図７４、次に行う操作を指
示するための操作ガイダンス７６、積まれた積み荷の内
容等の情報を示す情報表示画面７８が表示され、操作者
が、マウスによって箱等の積み荷を積み付けたい位置を
全体荷姿立面図面７２及び全体荷姿平面図７４上で指示
することにより、容易に積み付けたい位置を指示できる
ようにしている。

【０００６】また、積載対象の箱の重心やその下になっ
た箱のフリー面積（他の箱が載っていない部分の面積）
の算出情報を基に箱の安定性を求め、安定条件を満たし
ていなければ、基準方向に擦り寄らせて最適積載位置と
なるように位置を補正する等の位置補正機能を設けてい
る。ここで、最適基準位置とは、例えば向かって左奥側
から積み荷を積むと言う基準であれば、下の箱の境界を
超えない範囲内で奥方向への擦り寄せ、左方向への擦り
寄せを行った位置のことである。そして、補正した最適
積載位置をマニピュレータに送出することで、積載空間
内の最適位置に積ませるようにしている。

【０００７】一方、上述のような異品種の混載積み付け
ではなく、単一商品をロボットで積み付ける事は広く行
われているが、例えば２０〜３０分毎に積み付ける商品
が変化する様な作業でのロボットでの積み付けはその例
が少なく、特に取り扱う品種が１０００品種を越える様
な場合、あるいは取り扱い品種がころころ変化する場合
には、どの様な荷姿として積むかを決定し登録しておく
事が非常に労力を要し困難な状況である。

【０００８】単一品種の商品を積み荷の対象とする場合
は、同一パレット上には異なる大きさの積み荷が存在し
ないため、異品種の混載積み付けと比較すると大きさの
違いを考慮に入れる必要が無いが、どの様な荷姿として
積むべきかは、商品の寸法や属性（加重制限、滑り易
さ、荷崩れし易さなど）、積み付けるべき積載空間の大
きさなどを考慮に入れて決定する必要がある。従来は、
商品の属性と寸法、及び積み付けるべきパレットの寸法
を判断基準にし、職場の熟練した積み手の人がどの様に
積んでいるかを調査し、その荷姿を１つ１つ数値入力し
登録していた。

【特許文献１】特開平５−１１６７６０号

【特許文献２】特公平８−２５６３３号（特許第２１１
０７３３号）

【特許文献３】特開平７−３２３９２５号

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、単一
商品を積み荷の対象としてロボットで積み付けるパレタ
イジングシステムでは、ロボットに対する指令の基とな
る荷姿の情報は、数値入力して作成し登録していたた
め、取り扱う品種が１０００品種を越える様な場合、あ
るいは取り扱い品種がころころ変化する場合には、どの
様な荷姿として積むかを決定し登録しておく事が非常に
労力を要し困難な状況である。

【００１０】本発明は上述のような事情から成されたも
のであり、本発明の目的は、単一商品の自動積み付けロ
ボットシステムに於いて、ロボットに対する指令の基と
なる“荷姿の定義情報”の登録作業に係る労力を極端に
減らすことができる荷姿作成方法及びその装置を提供す
ることにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、単一品種の商
品を積み荷の対象として、当該パレットへの積み付け位
置及び積み付け順序を含む前記積み荷の荷姿の定義情報
に基いて複数の積み荷をロボットにより自動的に積み付
ける自動積み付けロボットシステムに於いて、前記荷姿
の定義情報を作成する荷姿作成方法、及び前記荷姿の定
義情報を作成する荷姿作成機能を有する装置に関するも
のであり、本発明の上記目的は、方法の発明に関して
は、前記積み荷及び前記当該パレットの各寸法情報に基
づき、当該パレットの積載面への積み荷の充填率を高め
るように当該パレットの１段目の積み荷の荷姿を自動計
算する平面荷姿計算ステップと、前記自動計算された１
段目の荷姿を含む前記パレット上に積載されている積み
荷の様子を示す積み姿図を表示する表示ステップとを含
み；前記積み姿図上で指示された１つの積み荷若しくは
複数の積み荷を指定方向へ小移動して位置を微調整する
第１のステップを少なくとも有する指示ステップに従
い、前記自動計算された１段目の荷姿の定義情報を基に
当該パレットの種類及び当該品種の積み荷に対応する最
終的な荷姿の定義情報を作成することによって達成され
る。

【００１２】さらに、前記平面荷姿計算ステップによる
積み付けアルゴリズムが下記ａ１〜ａ４のステップを含
み、これらのａ１〜ａ４のステップによる積載手順によ
って前記パレットの１段目に対する平面荷姿の定義情報
を自動的に作成することによって、より効果的に達成さ
れる。 ａ１． 積み付けるべきパレットの寸法をＰＬ，ＰＷ、
今回積み付ける積み荷の寸法をＬ，Ｗとしたとき、前記
ＰＬ方向に前記Ｌ方向を揃えてパレット寸法全域に前記
積み荷を置いた時の総数Ｎ１と、前記ＰＬ方向に前記Ｗ
方向を揃えてパレット寸法全域に前記積み荷を置いた時
の総数Ｎ２とを求めるステップ。 ａ２． 前記Ｎ１≧前記Ｎ２の場合は、前記ＰＬ方向に
前記Ｌ方向を揃えて置く“正置”により前記積み荷を一
列置くと共に、前記ＰＷから前記Ｗを減算したものを前
記Ｎ１及びＮ２を求める際の前記ＰＷ方向のパレット寸
法として前記ａ１のステップに移行するステップ。 ａ３． 前記Ｎ１＜前記Ｎ２の場合は、前記ＰＬ方向に
前記Ｗ方向を揃えて置く“回転置”により前記積み荷を
一列置くと共に、前記ＰＷから前記Ｌを減算したものを
前記Ｎ１及びＮ２を求める際の前記ＰＷ方向のパレット
寸法として前記ａ１のステップに移行するステップ。 ａ４． 前記“正置”又は“回転置”により一列置く空
き領域が無くなった場合は、前記前記ＰＬ方向に置かれ
た積み荷の一列の最大長を前記パレットの寸法ＰＬから
減算したものを前記ＰＬ方向のパレット寸法として前記
パレットのＰＷ方向に前記Ｗ方向又はＬ方向を揃えて前
記積み荷を置く空き領域が有るか否かを求め、有る場合
は前記ＰＷ方向に前記Ｗ方向又はＬ方向を揃えて前記積
み荷を一列置くステップ。

【００１３】さらに、前記指示ステップが、前記１段目
の積み荷の荷姿を含む当該荷姿の底面の中心又は重心が
当該パレットの積載面の中心に位置するように作成途中
の荷姿全体を移動する第２の指示ステップを更に有する
ことによって、より効果的に達成される。

【００１４】さらに、前記指示ステップが、指示される
毎に前記１段目の積み荷の荷姿と同一の荷姿を１段毎に
繰返して高さ方向に積載する第３の指示ステップ、又
は、指示される毎に前記１段目の積み荷の荷姿と同一の
荷姿又は鏡像の荷姿を２段づつ繰り返して積載する第４
の指示ステップのいずれかのステップを更に有すること
よって、より効果的に達成される。

【００１５】また、装置の発明に関しては、前記積み荷
の外観図及び前記パレット上に積載されている積み荷の
様子を示す積み姿図を表示する表示手段と、少なくとも
前記積み荷の積載方法を指示する指示手段とを含み；前
記指示手段により積み荷を積み付けたい位置が前記積み
姿図上で指示された場合、前記指示された位置に対応す
る実空間での位置を求めると共に、該実空間での位置及
び作成途中の荷姿の情報に基づいて前記実空間での最適
積載位置を求め；該最適積載位置と前記実空間での位置
とのずれが予め設定された位置補正限界値以内のときは
前記最適積載位置を積載位置として決定し；前記ずれが
前記位置補正限界値を超えているときは前記指示された
位置に対応する実空間での位置を積載位置として決定す
ることよって達成される。

【００１６】さらに、前記ずれと前記位置補正限界値と
の比較が、前記実空間での積載面のＸ方向及びＹ方向に
対してなされ、それぞれの方向に対して独立に前記積載
位置の決定がされることよって、より効果的に達成され
る。

【００１７】或いは、前記荷姿を構成する各積み荷毎に
隣接する積み荷の積み付け位置及び積み付け方向を隣接
関係情報として求め、該隣接関係情報に基づき前記各積
み荷の積み付け順序を正規化する正規化手段を含み；任
意の積み付け順序の指示に従って作成された荷姿を少な
くとも含む複数の荷姿の定義情報を入力し；各荷姿の中
に同じ格好をした荷姿があるか否かを、前記正規化手段
により正規化された各積み荷の積み付け順序及び積み付
け方向が同一の荷姿定義が前記複数の荷姿の定義情報の
中にあるか否かにより識別し；同一の荷姿定義がある場
合は当該荷姿定義を一つの荷姿定義として前記荷姿の定
義情報を統合し得るようにすることよって達成される。

【００１８】さらに、前記正規化手段は、前記荷姿を構
成するｉ番目の積み荷の積み付け基準位置を示すＸ，
Ｙ，Ｚ座標をＨｉｘ，Ｈｉｙ，Ｈｉｚ、前記ｉ番目の積
み荷の高さ，長さ，幅をＨｉｈ，Ｈｉｌ，Ｈｉｗ、前記
ｉ番目の積み荷のＸ，Ｙ座標上での載置方向を表わす情
報をＨｉｋとし、前記荷姿を定義している１箱毎の表現
をＨｉ（Ｈｉｘ，Ｈｉｙ，Ｈｉｚ，Ｈｉｈ，Ｈｉｌ，Ｈ
ｉｗ，Ｈｉｋ）とし、前記表現で定義された荷姿定義の
集合をＨｉ（−）として、下記ｅ１〜ｅ１０の処理に従
って前記積み付け順序を正規化することよって、より効
果的に達成される。 ｅ１． 前記集合Ｈｉ（−）からＨｉｚの等しいものを
選び出し集合Ｈｊ（−）を作成する処理。 ｅ２． 自分の底辺よりｙの値が小さいものの内、一番
大きなｙの値を持ち、且つ相手の右辺か左辺が自分の左
辺と右辺の間にあるものを「ｙ隣接」の関係にあると定
義し、自分の右辺よりｘの値が大きいものの内、一番小
さなｘの値を持ち、且つ相手の上辺か下辺が自分の上辺
と下辺の間にあるものを「ｘ隣接」の関係にあると定義
して、前記集合Ｈｊ（−）の全ての要素（１〜Ｎ）に対
し、前記ｙ隣接及び前記ｘ隣接の各隣接関係定義を行
い、集合Ａ（−）とする処理。 ｅ３． ｋを１とし、前記集合Ａ（−）の中で最大の
Ｙ、最小のＸのものをｂ（１）とし、集合Ｂ（−）に投
入すると共に前記集合Ａ（−）から削除する処理。 ｅ４． ｎ＝１，ｑ＝１，ｍ＝１，ｐ＝１とする処理。 ｅ５． ｋ≧Ｎならば前記集合Ｂ（−）に投入された順
番を正規化された積み付け順序として決定し、当該荷姿
の正規化処理を終了する処理。 ｅ６． ｂ（ｍ）の前記ｙ隣接の関係にあるものが有り
且つ全てチェック済みであるかを調べ、そうであればｎ
＝ｎ＋１として下記ｅ７へ、前記ｙ隣接の関係にあるも
のが無い場合はチェック済みとしｎ＝ｎ＋１として下記
ｅ７へ、有る場合には前記ｙ隣接の関係にあるもののう
ち未だチェックしていないものの中でＸの一番小さなも
のの右辺が自分の右辺より大きい場合は当該ｙ隣接の関
係にあるものをチェック済みとし、ｍ＝ｍ＋１として下
記ｅ８へ、そうでなければ前記ｙ隣接の関係にあるもの
を集合Ａ（−）の中で検索し、無ければ（既に取り出さ
れていれば、ｍ＝ｍ＋１として下記ｅ７へ、有れば前記
集合Ａ（−）から取り出しｋ＝ｋ＋１としてｂ（ｋ）を
前記集合Ｂ（−）に加え、ｂ（ｍ）の当該ｙ隣接情報を
チェック済みとしｍ＝ｋとして下記ｅ５へ、それぞれ移
行する処理。 ｅ７． ｎ＞ｋならば下記ｅ５へ、そうでなければｍ＝
ｎとして上記ｅ５へ、それぞれ移行する処理。 ｅ８． ｍ＞ｋならばｍ＝ｎとして上記ｅ５へ、そうで
なければ上記ｅ５、それぞれ移行する処理。 ｅ９． ｂ（ｐ）の前記ｘ隣接の関係にあるものが全て
チェック済みであればｑ＝ｑ＋１として下記ｅ１０へ、
前記ｘ隣接の関係にあるものが無い場合はｑ＝ｑ＋１と
して下記ｅ１０へ、有る場合には前記ｘ隣接の関係にあ
るもののうち未だチェックしていないものの中でＹの一
番大きなものの上辺が自分の上辺より大きいば場合は当
該ｘ隣接の関係にあるものをチェック済みとし、ｑ＝ｑ
＋１として下記ｅ１０へ、そうでなければ前記ｘ隣接の
関係にあるものを前記集合Ａ（−）の中で検索し、無け
ればｑ＝ｑ＋１として下記ｅ１０へ、有れば前記集合Ａ
（−）から取り出しｋ＝ｋ＋１としてｂ（ｋ）を前記集
合Ｂ（−）に投入すると共にｂ（ｐ）の当該ｘ隣接情報
をチェック済みとし、ｍ＝ｋとして上記ｅ５へ、それぞ
れ移行する処理。 ｅ１０：ｑ＞ｋならば上記ｅ５へ、そうでなければｐ＝
ｑとして上記ｅ９へ、それぞれ移行する処理。

【００１９】或いは、前記積み荷の長さ方向及び幅方向
の寸法の差がそれぞれ所定の閾値以内で且つ同一の格好
を成す荷姿群に対しては代表荷姿の定義情報を一つ持っ
て知識情報として記憶する記憶手段と；前記知識情報と
して記憶されている前記代表荷姿と積み荷の寸法が異な
り同一の格好を成す荷姿に対しては当該荷姿の積み荷の
寸法及びその代表荷姿の定義情報に基づいて当該荷姿の
定義情報を自動的に作成する荷姿定義情報作成手段と；
を備えることよって達成される。

【００２０】さらに、前記代表荷姿若しくは同一の格好
を成す荷姿が無い場合は、所定の手順によって作成され
た新たな荷姿を代表荷姿とし、当該荷姿の定義情報を前
記知識情報として学習することよって、より効果的に達
成される。

【００２１】

【発明の実施の形態】本発明は、搬送されてくる単一品
種の商品を積み荷の対象とし、ロボットを制御してパレ
ット上に商品を自動的に積み付ける自動積付けロボット
システムに好適に適用されるものである。本発明におい
て積載対象となる単一品種の商品は、段ボール箱や折り
たたみコンテナ等の直方体であるため、以下、包括的に
「箱」又は「積み荷」と称して説明する。

【００２２】先ず、本発明の概要について説明する。前
述のように、従来は商品の属性と寸法、及び積み付ける
べきパレットの寸法を判断基準にして職場の熟練した積
み手の人がどの様に積んでいるかを調査し、その荷姿を
１つ１つ登録していたため、非常に労力を要していた。
本発明では、主に以下の方法を採用することにより、積
み荷の荷姿の定義情報の登録作業に係る労力を減らすと
ともに、少ないデ−タ格納資源で多品種の商品に対応で
きるようにしている。

【００２３】第１の方法は、プレート上（若しくはカゴ
車のカゴ内）の積載空間に積み付ける箱の充填率を重視
し、最も積み付け効率の良い荷姿を自動計算することを
目的としたもので、積み付け対象の箱の寸法とパレット
の寸法を基に、積載手順を含む平面荷姿の定義情報（本
例では、パレットの１段目の平面荷姿の定義情報）を自
動的に作成するようにした方法である。この場合、２段
目以降は、自動作成された同一の平面荷姿の定義情報を
高さ方向に自動的に繰り返す形態や１８０度回転させて
段違い交互積みとする形態などにより最終的な立体荷姿
の定義情報を自動的に作成するか、あるいは操作者の指
示に従って荷姿を作成する方法（後述する第２の方法な
ど）を組合わせて作成する。

【００２４】第２の方法は、加重制限，滑り易さ，荷崩
れし易さなどの商品属性により、積み付け効率だけの考
慮では良い荷姿とは言えないものについて、画面上に表
示される積み荷の外観図やパレット上に積載されている
様子を示す積み姿図を見ながら、操作者が積載方法を指
示したり、積み付け位置を指示したりすることで、任意
の積み付け順序で所望の荷姿を簡単に定義できるように
した方法である。この方法では、画面上で指示した位置
と実際のパレット上の積載位置とでは大きな誤差が発生
するため、後述の補正方法によって積み荷の安定性やロ
ボットのハンド干渉を考慮して最適な位置となるよう
に、また操作者の意図に沿うように積載位置を自動的に
補正するようにしている。

【００２５】第３の方法は、操作者が任意の積み付け順
序で作成した荷姿パタ−ンを正規化する方法である。第
３の方法に係る発明の実施形態では、ランダムな１箱毎
の定義順序を法則に基づき統一した順序にして荷姿定義
を正規化し、統一した定義順と１箱の回転／非回転属性
の情報を基に、既に定義された複数の荷姿の中に同一の
荷姿（若しくは同じ格好をした荷姿）があるか否かを識
別することで、同一格好の荷姿を認識し得るようにして
いる。

【００２６】第４の方法は、上記第１から第３の方法で
作成及び登録された荷姿の定義情報を知識情報とし、学
習機能を発揮して、新しい商品に対し過去に登録されて
いる例を引用して荷姿を作り出す方法の発明であり、同
じ格好のものは少々寸法が異なろうとも荷姿の定義情報
を代表で一つだけもち、その代表の荷姿を箱寸法により
拡大表現、縮小表現を行う事で再現するようにしてい
る。この方法を採用することにより、新しい商品に対し
序々に操作者が荷姿を定義しなければならない回数が減
って行き、コンピュ−タが作り出す荷姿に対し選択する
だけで良くなる。勿論、商品と荷姿は対比して登録され
るので商品を指定すると一意的にその荷姿が参照できロ
ボットへ積み付けデ−タを指示することができる。

【００２７】以下、本発明の好適な実施の形態について
図面を用いて詳細に説明する。先ず、本発明の荷姿作成
方法が適用される自動積付けロボットシステムの構成に
ついて説明する。

【００２８】図１は、搬送されてくる商品（単一品種の
商品若しくは異種商品）をロボットによってカゴ車やパ
レットの上に自動的に積み付ける自動積付けロボットシ
ステムの一例を示している。図１において、本発明に係
る自動積付けロボットシステム（以下、「パレタイジン
グシステム」という）は主要な構成として、積載対象の
積み荷（商品）１を搬送するためのコンベア１０と、パ
レット２０やカゴ車２２（以下、カゴ車２２等の積載空
間を有する物品の移送／保管手段を含めてパレットとす
る）に積載される積み荷の荷姿の作成や管理，パレット
２０への積み付けの制御など行う荷姿計算用計算機５０
と、搬送されてくる積み荷１を積み付けるロボット３０
とを備えている。また、積み荷１の寸法を自動計測する
ための自動寸法測定装置１２を備えており、荷姿計算用
計算機５０では通信回線３４を介して寸法情報を入力
し、該当の積み荷の寸法を認識するようになっている。

【００２９】荷姿計算用計算機（本例では、パーソナル
コンピュータ）５０は、Ｅｔｈｅｒ−Ｎｅｔ等の通信回
線３４，ロボット制御装置３２を介して１台若しくは複
数台のロボット３０と接続されている。荷姿計算用計算
機５０には、ロボット３０に対する指令やグラフイック
表示の基となる荷姿の定義情報が、パレット２０の種類
（積載空間の大きさ）及び品種（積み荷の大きさ）に対
応して登録され、知識情報として記憶されている。荷姿
計算用計算機５０では該当の荷姿の定義情報を参照して
ロボット制御装置３２に積み付け指令（荷積制御情報）
を送信し、ロボット制御装置３２を介してロボット３０
に積み荷１の積み付けを指令する。

【００３０】本例では、自動積み付けロボット３０等の
パレタイジング装置を制御する制御手段は荷姿計算用計
算機５０内に設ける構成としているが、荷姿計算用計算
機５０とは別の制御用コンピュータに設けるようにして
も良い。本例でのパレタイジング装置は主にロボット３
０とロボット制御装置３２とから構成されており、ロボ
ット制御装置３２では、荷姿計算用計算機５０から受信
した荷積制御情報に含まれる積み付け手順に従い、動作
指令（コマンド）を送信してロボット３０を制御する。
ロボット３０は、ロボット制御装置３２からのコマンド
を受けて、コンベア１０等の搬送手段によって搬送され
てくる積み荷１をパレット２０上の指令位置に順次積み
付けてゆく。

【００３１】荷姿計算用計算機５０は、上記の荷積制御
情報（荷姿及びデパレ／パレの順序等）の他に、環境情
報（パレットの寸法と位置、パレタイジング装置の位
置、ピッキングスタイル（Ｈ型，養鶏型，ダブルＨ型）
等の情報）、及び品物情報（品種コード、品名、箱材
質、箱寸法、箱重量、１パレット当たりに積載し得る箱
総数、１段当たりの箱数等）等の情報を知識として管理
しており、パレタイジング装置を制御するための指令は
これらの情報を基に作成される。

【００３２】このような構成において、積み付け効率を
考慮した荷姿定義情報の作成方法（前述の第１の方法）
について説明する。積載空間への積み荷の充填率を重視
する場合は、以下に説明するアルゴリズムで積み付ける
ようにすれば、パッレト上の積載空間にできるだけ多く
の積み荷を積載することができる。以下、図２のフロー
チャートに沿って説明する。

【００３３】積み付けるべきパレット２０の寸法（長
さ，幅、或いは幅，長さ）をＰＬ，ＰＷ、今回積み付け
る商品の箱１の寸法（長さ，幅、或いは幅，長さ）を
Ｌ，Ｗとした時、以下の方法で荷姿を計算する。先ず、
初期設定処理として、現時点での積載可能なパレット面
の寸法（積載面の空き領域の長さと幅）を示す変数ＡＰ
Ｌ，ＡＰＷにパレットの寸法ＰＬ，ＰＷを設定し、パレ
ットのＰＬ方向に箱を一列積載した時の最大長を示す変
数ＭＰＬに初期値“０”を設定する。すなわち、ＡＰＬ
＝ＰＬ，ＡＰＷ＝ＰＷ，ＭＰＬ＝０とする（ステップＳ
１）。

【００３４】続いて、図３（Ａ）に示すように、パレッ
ト２０のＰＬ方向に箱１のＬ方向を揃えて、積載可能な
パレット面（寸法：ＡＰＬ，ＡＰＷ）の領域内に箱を密
接して置いた時の総数Ｎ１と、図３（Ｂ）に示すよう
に、パレット２０のＰＬ方向に箱１のＷ方向を揃えて、
積載可能なパレット面（寸法：ＡＰＬ，ＡＰＷ）の領域
内に箱を密接して置いた時の総数Ｎ２とを、次の数１〜
数６により求める（ステップＳ２）。但し、下記の数式
に示されるＩｎｔ［Ａ／Ｂ］は、Ａ／Ｂの除算結果の値
を超えない整数の内、最大の整数を示す。

【００３５】

【数１】ＮＬＬ＝Ｉｎｔ［ＡＰＬ／Ｌ］

【数２】ＮＷＷ＝Ｉｎｔ［ＡＰＷ／Ｗ］

【数３】ＮＬＷ＝Ｉｎｔ［ＡＰＬ／Ｗ］

【数４】ＮＷＬ＝Ｉｎｔ［ＡＰＷ／Ｌ］

【数５】Ｎ１＝ＮＬＬ＊ＮＷＷ

【数６】Ｎ２＝ＮＬＷ＊ＮＷＬ

【００３６】続いて上記ステップＳ２により求めたＮ１
とＮ２とを比較し（ステップＳ３）、Ｎ１≧Ｎ２の場合
は、図４（Ａ）に示すように第一列目の箱１の置き方を
パレット２０のＰＬ方向に箱のＬ方向を揃えてＮＬＬ個
置く事とする。本例では、図４中のＰＰの位置（パレッ
ト面の左下角）を基準位置としている。以下、上記の置
き方を“正置き”と称する（ステップＳ４）。そして、
積載した後の積載可能なパレット面の寸法を求めると共
に、置かれた箱の一列の長さの最大値を示す変数ＭＰＬ
を更新する。すなわち、ＡＰＷ＝ＡＰＷ−Ｗによりパレ
ットのＰＷ方向の空きサイズを示す変数ＡＰＷから箱の
幅Ｗを減算することで、正置きにより一列置いた後の積
載可能なパレット面２０’の寸法を求めて現時点の積載
可能なパレット面の寸法ＡＰＬ，ＡＰＷとすると共に、
ＭＰＬ＜Ｌ＊ＮＬＬの時は、ＭＰＬ＝Ｌ＊ＮＬＬとし
て、パレットのＰＬ方向に箱を一列積載した時の長さの
最大長を示す変数ＭＰＬを更新する（ステップＳ５）。
そして上記ステップＳ２に戻り、パレットのＰＬ方向に
箱を一列積載する処理を繰り返す。

【００３７】一方、上記ステップＳ３での比較結果が、
Ｎ１＜Ｎ２の場合は、図４（Ｂ）に示すように第一列目
の箱１の置き方をパレット２０のＰＬ方向に箱のＷ方向
を揃えてＮＬＷ個置く事とする。以下、この置き方を
“回転置”と称する（ステップＳ６）。そして、積載可
能なパレット面の寸法を求めると共に、一列置いた時の
長さの最大値を示す変数ＭＰＬを更新する。すなわち、
ＡＰＷ＝ＡＰＷ−ＬによりパレットのＰＷ方向の空きサ
イズを示す変数ＡＰＷから箱の長さＬを減算すること
で、回転置により一列置いた後の積載可能なパレット面
２０’の寸法を求めて現時点の積載可能なパレット面の
寸法ＡＰＬ，ＡＰＷとすると共に、ＭＰＬ＜Ｗ＊ＮＬＷ
の時は、ＭＰＬ＝Ｗ＊ＮＬＷとして、パレットのＰＬ方
向に箱を一列積載した時の長さの最大長を示す変数ＭＰ
Ｌを更新する（ステップＳ７）。そして上記ステップＳ
２に戻り、パレットのＰＬ方向に箱を揃えて一列置く処
理を繰り返す。

【００３８】他方、ステップＳ３の比較結果が、Ｎ１＝
０かつＮ２＝０の場合、すなわち、ＰＬ方向に箱を揃え
て置く空き領域が無い場合は、次の数７〜数１２によ
り、パレット２０のＰＷ方向に箱１のＷ方向又はＬ方向
を揃えて置く空き領域があるかを示すＮ１’，Ｎ２’を
求める（ステップＳ８）。

【００３９】

【数７】ＮＬＬ＝Ｉｎｔ［（ＰＬ−ＭＰＬ）／Ｌ］

【数８】ＮＷＷ＝Ｉｎｔ［ＰＬ／Ｗ］

【数９】ＮＬＷ＝Ｉｎｔ［（ＰＬ−ＭＰＬ）／Ｗ］

【数１０】ＮＷＬ＝Ｉｎｔ［ＰＷ／Ｌ］

【数１１】Ｎ１’＝ＮＬＬ＊ＮＷＷ

【数１２】Ｎ２’＝ＮＬＷ＊ＮＷＬ

【００４０】そして、Ｎ１’≠０ならば（ステップＳ
９）、パレット（積載可能なパレット面の寸法はＰＬ−
ＭＰＬ，ＰＷ）のＰＷ方向に箱のＷ方向を揃えてＮＷＷ
個置き（ステップＳ１０）、Ｎ２’≠０ならば（ステッ
プＳ１１）、パレットのＰＷ方向に箱のＬ方向を揃えて
ＮＷＬ個置き（ステップＳ１２）、パレットのｎ段目
（本例では１段目）に対する平面荷姿として登録する
（ステップＳ１３）。

【００４１】結果として、例えば図５（Ａ），（Ｂ）及
び（Ｃ）の画面例に示す様な荷姿が作成され、その荷姿
の定義情報が登録される。

【００４２】この自動計算された平面荷姿に対し、例え
ば操作者が高さ方向に同一平面荷姿を繰り返すか、鏡像
（段違い交互積みと称する）を１段毎に繰り返すかの指
示、鏡像を２段毎に繰り返すかの指示、段数指定、又は
以下に説明する第２の方法による指定のいずれかの指定
若しくはそれらを組合せた指示により、最終的な荷姿を
決定して登録する。図６は、同一平面荷姿を繰り返す指
示により、第１の方法により作成された平面荷姿と同一
の平面荷姿を繰返して、制限高さ及び加重制限の範囲内
で積載空間内に充填するように積載した例を示してい
る。このように、自動作成された平面荷姿と同一若しく
は鏡像の平面荷姿を高さ方向へ連続的に若しくは段毎に
交互に繰り返す等により立体の荷姿の定義情報を自動的
に作成することができる。

【００４３】次に、操作者の指示に従って任意の荷姿を
容易に作成できるようにする方法（前述の第２の方法）
について説明する。

【００４４】従来は平面荷姿の定義情報と同一パタ−ン
でＮ段、１段毎鏡像繰り返しでＮ段、２段毎鏡像繰り返
しでＮ段と言う情報を持って完成荷姿を定義する事が一
般的であったが、段毎に平面荷姿の定義情報を素直に定
義登録する事により繰り返しに拘らず自由な荷姿を登録
できる事となる。

【００４５】何故、従来は１つの平面荷姿と繰り返し情
報を以て最終積み付け荷姿の定義情報としていたかと言
えば、操作者が荷姿定義を行う際に数値入力で姿を定義
していた為に操作性に於いて、とても定義できるもので
はなかったからである。

【００４６】従来の技術の一例として挙げた本出願人に
よる特願平６−１２００００号においては、前述のよう
に、コンベアからパレットへの指示、コンベアから仮置
き場への指示、仮置き場からパレットへの指示、棒積の
列を替える「川替え」の指示機能などを設けることで、
配送ルート順に沿った積み付けを可能としている。本発
明では、上記特開平６−１２００００号にて既に提案さ
れている上記のような手動（アナログインタフェイス方
法）による荷姿の定義方法に、次の機能を付加する事に
より荷姿の立体登録の操作性を格段に向上させる事を可
能としている。

【００４７】以下に、（１）操作者の指示により１段の
平面荷姿を定義する「１面荷姿定義」において設けた主
要な機能と、（２）定義された１平面の荷姿をｎ段毎に
高さ方向に繰り返し指示して立体荷姿を定義する「段毎
の繰り返し機能」において設けた主要な機能と、（３）
定義された全体の荷姿を調整する「全体調整機能」にお
いて設けた主要な機能について、それぞれ説明する。以
下、パレットの寸法をＰＬ，ＰＷ、箱の寸法をＬ，Ｗと
して説明する。

【００４８】（１）「１面荷姿定義」 「１面荷姿定義」としては、以下の機能を備えたことを
特徴としている。 （ａ）任意場所での箱置き（積み付け位置の自動補正機
能付き）指示機能 この指示機能は、積み姿図（荷姿平面図画面若しくは荷
姿立面図画面）の上でマウス等の指示手段により指示さ
れた任意の場所に箱を一つ置く機能であり、以降の説明
では省略するが、指示されるとその箱の荷姿（積み姿
図）が表示されると共に、荷姿の定義情報が作成され
る。その際、画面上で指示された積み付け位置の曖昧さ
等を考慮して実空間での積み付け位置を自動的に補正す
るようにしている。すなわち点で示される位置（画面の
ピクセル又はドット位置）を実際の積載空間内のどの位
置とするかを決定する際に、指示された点とその点に対
応する実空間との大きさの違いから生じる誤差を考慮す
ると共に、積み荷の安定性やロボットのハンド干渉を考
慮して最適な位置となるように、また操作者の意図に沿
うように積載位置を自動補正する機能を設けている。こ
の具体的な補正方法については後述する。なお、以下に
示す各機能についても同様の補正処理がされる。

【００４９】（ｂ）列自動指示機能 この指示機能は、パレットのＰＬ方向へ箱のＬ方向（又
はＷ方向）を合わせて置く機能であり、指示される毎に
上記動作を繰返して箱を整列して置く。 （ｃ）川自動指示機能 この指示機能は、パレットのＰＷ方向へ箱のＷ方向（又
はＬ方向）を合わせて置く機能であり、指示される毎に
上記動作を繰返して箱を整列して置く。 （ｄ）渦自動指示機能 この指示機能は、４つの箱を渦巻き形に置く機能であ
り、この機能が選択されると、箱を順次９０度づつ回転
させて、箱の縦と横を正方形の一辺とする渦巻き形に箱
を置く。

【００５０】（ｅ）小移動指示機能 この指示機能は、指示された一つの箱若しくは複数の箱
をパレットのＰＬ，ＰＷ方向（あるいは任意の指定方
向）へ小移動して位置を微調整する機能であり、移動指
示がある毎に指定方向に箱の位置を所定距離だけ移動す
る。 （ｆ）正置き／回転置き指示機能 この指示機能は、パレットのＰＬ方向に箱のＬ方向又は
Ｗ方向を揃えて置く機能であり、正置き指示の場合は箱
のＬ方向を揃えて置き、回転置き指示の場合は箱のＷ方
向を揃えて置く。 （ｇ）定義逆順１箱消去指示機能 この指示機能は、既に定義された作成途中若しくは作成
済の荷姿に対して、箱を１箱消去する機能であり、例え
ば指示される毎に定義順と逆の順序で順次箱を一つづつ
消去する。

【００５１】（２）「段毎の繰り返し機能」 「段毎の繰り返し機能」としては、以下の機能を備えた
ことを特徴としている。 （ｈ）段自動指示 この指示機能は、作成された平面荷姿に対し、高さ方向
に同一平面荷姿を１段毎に繰り返して積載する機能であ
り、指示されると積載空間内全域に平面荷姿と同一平面
荷姿を繰返した荷姿（あるいは、指示される毎に１段づ
つ同一平面荷姿を繰返した荷姿）を作成する。 （ｉ）段交互指示 この指示機能は、作成された平面荷姿に対し、高さ方向
に段違い交互積みとする鏡像の平面荷姿を１段毎に繰り
返して積載する機能であり、指示される毎に１段づつ鏡
像の平面荷姿を繰返した荷姿（あるいは、指示されると
積載空間内全域に平面荷姿と鏡像の平面荷姿とを交互に
繰り返した荷姿）を作成する。 （ｊ）２段自動指示，２段交互指示 この指示機能は、作成された平面荷姿に対し、高さ方向
に同一平面荷姿又は鏡像の平面荷姿を２段繰り返して積
載する機能であり、２段自動指示（２段交互指示）が指
示されると、指示される毎に２段づつ同一平面荷姿（鏡
像の平面荷姿を）繰返した荷姿（あるいは、積載空間内
全域に同一平面荷姿又は鏡像の平面荷姿を２段づつ繰り
返した荷姿）を作成する。 （ｋ）段毎消去指示 この指示機能は、作成された平面荷姿若しくは立体荷姿
に対し、指示された段を消去する機能であり、指示され
る毎に１段づつ定義順よ逆順序で順次１段づつ消去（あ
るいは、指示された任意の１段を消去）する。

【００５２】（３）「全体調整機能」 「全体調整機能」としては、以下の機能を備えたことを
特徴としている。 （ｌ）中央寄せ指示 この指示機能は、作成された荷姿（最終的な荷姿若しく
は作成途中の荷姿）全体をパレットの中央に寄せる機能
であり、荷姿の底面の中心（又は重心）がパレットの積
載面の中心に位置するように荷姿を移動する。 （ｍ）全体消去指示 この指示機能は、作成された荷姿（最終的な荷姿若しく
は作成途中の荷姿）全体を消去する機能であり、指示さ
れた荷姿の定義を消去する。

【００５３】操作者は、上述の（ａ）〜（ｍ）のような
指示により最終的な単一品種の商品の積み付け荷姿を作
成し当該品種の荷姿定義として登録することで、所望の
荷姿を容易に定義することができる。

【００５４】以下に、上記の各機能を用いて操作者の指
示で荷姿を作成する場合の操作例を具体例を示して説明
する。

【００５５】荷姿計算用計算機（若しくは他のパソコ
ン）５０のメニュー画面において、荷姿定義のメニュー
を選択すると、図７に示すような荷姿定義画面４０が表
示される。本例では、荷姿定義画面４０の中央左側の分
割画面４０ａには、３次元の積載空間を斜視図で示す定
義立面図４１、積み付け対象となる商品（積み荷）を斜
視図で示す箱立体図４２、及び操作方法を示すガイダン
ス４３がそれぞれ表示され、中央右側の分割画面４０ｂ
には、各指示機能の選択メニュー４４、積載空間を上方
から見た様子を示す定義平面図４５及び積み荷の平面図
４６がそれぞれ表示される。また上側の分割画面４０ｃ
には、パレットの情報として、パレットの種別と寸法，
はみ出し許容量及び積み付け高さ制限が表示され、積み
荷の情報としては、寸法と糊代，積む段数の許容値等の
情報が表示される。さらに、荷姿定義画面４０の下側の
分割画面４０ｄには、各種のメッセージが状況に応じて
表示されるようになっている。

【００５６】このような画面構成において、操作者は指
示手段（以下、マウスを例とする）によって積み荷を積
み付けたい位置を定義平面図４５上で指示する。任意場
所での箱置き指示機能を用いて一つの積み荷を積み付け
る場合は、図７中の選択メニュー４４内の反転表示で示
されているように、個別箱のメニューを選択すると共
に、箱の載置方向（非回転，回転「９０度回転」）、積
載位置の補正方法（厳格補正，曖昧補正）を選択する。
そして、マウスを用いて矢印で示されるカーソルを移動
して積み付けたい位置を指示する。本例では図７中の箱
平面図４６において箱の左上の頂点を積み付け基準位置
としており、定義平面図４５上で積載面の左上の位置を
指示すると、その位置に積載対象の積み荷が一つ置か
れ、図８に示すように、その荷姿が作成されて定義立面
図４１及び定義平面図４５上に表示される。

【００５７】図８の荷姿の状態で、渦自動指示機能を示
すメニュー“渦自動”を選択すると、既に置かれた積み
荷の位置を基準として、図９に示すように、箱の縦と横
を正方形の一辺とする渦巻き形の積み荷が置かれ、その
様子が表示される。この状態で川自動指示機能を示すメ
ニュー“川自動”を選択すると、図１０に示すように、
パレットのＰＷ方向へ渦巻き形の積み荷が一列置かれ
る。

【００５８】続いて、積み荷の方向を指示する非回転／
回転（正置き／回転置き）の選択で“回転”を選択した
後、図１１に示すようにカーソルで積載位置を指示して
川自動指示機能を示すメニュー“川自動”を選択する
と、パレットのＰＷ方向へ箱のＬ方向を合わせて積み荷
が一列置かれ、その様子が表示される。一方、“非回
転”が選択されていれば、図１２に示すように、パレッ
トのＰＷ方向へ箱のＷ方向を合わせて積み荷が一列置か
れる。

【００５９】続いて、図１２の荷姿の状態で小移動指示
機能を示すメニュー“小移動”を選択し、例えばカーソ
ルにより移動対象の積み荷を指定し、矢印キーの選択に
より移動方向を指定して当該キーを押下すると、図１３
に示すように、移動対象の積み荷が指定方向に小移動す
る。そして、移動が終了すると図１４に示す荷姿とな
る。本例の場合は、パレットのＰＷ方向に載置された一
列の積み荷の端部の位置まで、図１２中の下方の渦巻き
形の積み荷４つを小移動させた例を示している。図１２
〜図１４の例では、曖昧補正機能を使用しているので、
積み荷（群）の重心や空き領域の情報を基に最適積載位
置が算出され、その位置まで擦り寄せ処理がなされて積
載位置が補正された後、後述する曖昧補正機能により、
実空間での位置とのずれを考慮した補正処理が行われ
る。なお、メニューで選択した機能は例えばその項目を
再度指示することで、機能がオフされて当該項目のメニ
ューが反転表示される。

【００６０】続いて、図１４の平面荷姿の状態で、段自
動指示機能を示すメニュー“段自動”を選択すると、図
１５中の定義立面図に示されるように、高さ方向に同一
平面荷姿を１段繰返した荷姿が作成されて表示される。
また、図１４の平面荷姿の状態で、段交互指示機能を示
すメニュー“段交互”を選択すると、図１６に示すよう
に、高さ方向に鏡像の平面荷姿を１段繰返した荷姿が作
成されて表示される。

【００６１】また、図１４の平面荷姿の状態で、２段交
互指示機能を示すメニュー“２段交互”を選択すると、
図１７に示すように、高さ方向に平面荷姿を２段、鏡像
の平面荷姿を２段繰返した荷姿が作成されて表示され
る。そして、この状態で“２段交互”を選択すると、図
１８に示すように、２段交互で６段積みとした荷姿が作
成されて表示される。続いて、図１８の荷姿の状態で、
中央寄せ指示機能を示すメニュー“中央寄せ”を選択す
ると、図１９に示すように、荷姿全体がパレットの積載
面の中央に寄せられた荷姿が作成されて表示される。そ
して、この荷姿を最終的な荷姿として採用すると、当該
パレットへの積み付け位置及び積み付け順序を含む荷姿
の定義情報が登録される。

【００６２】次に、操作者が指示した積み付け位置の自
動補正処理について説明する。本発明では、画面上で指
示した積み荷の積載位置と実際のパレット上の積載位置
との誤差を考慮すると共に、積み荷の安定性やロボット
のハンド干渉を考慮して最適な位置となるように、また
操作者の意図に沿うように積載位置を自動補正する機能
を設けたことを一つの特徴としている。以下に、積み付
け位置の自動補正方法について具体例を示して説明す
る。

【００６３】操作者が画面上の点（Ｘ、Ｙ（、Ｚ））を
マウスカ−ソルで指示した場合を考える。先ず、指示さ
れた画面上の点（Ｘ、Ｙ）の解釈と、高さＺの解釈につ
いて説明する。

【００６４】指示された画面上の点（Ｘ、Ｙ）の解釈：
コンピュ−タ−の画面はピクセル（あるいはドット）と
言う輝点の集合である。例えばＸ方向に６４０ドット、
Ｙ方向に４００ドット等として定義される（コンピュ−
タの機種によって異なる）。このドットの集合である画
面を分割する場合にはビュ−と言う言い方がなされてい
る概念を用いて行う。一般にビュ−の定義は画面の広が
りの単位をドット（現実世界ではｍｍとかｃｍなどと言
う事に対応）で表し、その単位での矩形２点表現で行
う。即ち（１００，１００）−（２００，３００）は原
点が画面上のＸ＝１００ドット、Ｙ＝１００ドットの点
に在り、広がりがＸ方向に２００−１００＝１００ドッ
ト、Ｙ方向に３００−１００＝２００ドットの広がりを
持っている矩形と言う事である。さらに、現実世界をこ
のビュ−に写像する為にウインドウと呼ばれる概念が導
入されている。このウンドウも矩形２点表現で現し、例
えば（０，０）−（３０００，４５００）等と表現す
る。

【００６５】ビュ−を（１００，１００）−（２００，
３００）と定義し、ウンドウを（０，０）−（３００
０，４５００）と定義すると現実空間のＸ方向３０００
ｍｍが画面で１００ドット、Ｙ方向４５００ｍｍが画面
で２００ドットに対応する様になる。従って、ビュ−内
で操作者が指し示した点（Ｇｘ，Ｇｙ）は現実空間では
次の数１３と数１４で示される。

【００６６】

【数１３】Ｇｘ＝（Ｘ−Ｖｏｘ）×（（Ｗｍｘ−Ｗｏ
ｘ）÷（Ｖｍｘ−Ｖｏｘ））

【数１４】Ｇｙ＝（Ｙ−Ｖｏｙ）×（（Ｗｍｙ−Ｗｏ
ｙ）÷（Ｖｍｙ−Ｖｏｙ）） ここに、Ｘはコンピュ−タ画面で操作者が指し示したＸ
方向のドット座標、Ｙはコンピュ−タ画面で操作者が指
し示したＹ方向のドット座標、（Ｖｏｘ、Ｖｏｙ）−
（Ｖｍｘ、Ｖｍｙ）はビュ−の定義空間、（ＷｏＸ、Ｗ
ｏｙ）−（Ｗｍｘ、Ｗｍｙ）はウンドウの定義実空間、
ＧＸ、Ｇｙは実空間でのＸ、Ｙ座標である。

【００６７】前記数１３及び数１４に従うと、操作者が
『ここ！』と指定した画面上の場所は、現実空間ではと
んでもない誤差が発生している場所で在る事が解る。例
えばコンピュ−タ画面が（０，０）−（６４０，４０
０），ビュ−が（０，０）−（３００，３００），ウン
ドウが（０，０）−（３０００，３０００）とした場合
に操作者が（Ｘ，Ｙ）＝（１００，１００）を指定した
とすると現実空間では少なくとも１０の狂いが発生す
る。さらにマウスカ−ソルはコンピュ−タ画面上で１０
ドット以上の大きさであるので、そもそも『ここ』と言
うコンピュ−タ画面上の場所が１０ドット以上の狂いが
発生している。

【００６８】結果としてコンピュ−タ画面上での『こ
こ』は、上記例で言えば１００ドット以上の誤差を持っ
た指定である事が解る。現実空間の単位をｍｍとすると
１００ｍｍの誤差を含んで操作者は『ここ』と言ってい
る事になる。

【００６９】誤差（上記の意味での『ここ』と言う操作
者の曖昧さ）補正値をδとした場合、何を持って補正の
基準にすべきかが問題になる。きちんと積むと言う事を
操作者と共通目的認識する事を前提にすればこの問題は
解決される。即ち、操作者は既に作成されている荷姿と
今回の商品との相対関係で『ここ』と言っているのであ
る。だとするとプログラムは実空間で現在作成進行中の
荷姿がどの様な形であるかを知っておく必要がある。

【００７０】この作成途中の荷姿のデ−タ表現構造は、
既に本出願人が開示した特開平６−１２００００号に記
載の公知のものを適用する。

【００７１】図２０は、かかる荷姿定義データを構成す
る一個の箱のデータ構造６０の一例を示している。同図
（ａ）に示されるように、リスト（ｉ）は、一個の箱に
対して１８個の要素からなる構造体である。

【００７２】図２０（ａ）に示されているように、リス
ト（ｉ）には箱の位置がパレット上の相対座標で記録さ
れている。この相対座探はＸ、及びＹ座標である。尚、
この相対座標はパレットの左下を原点としている。そし
て、箱の長さ、幅、高さの値がそれぞれ記録されてい
る。この相対座標の説明図が図２０（ｂ）に示されてい
る。

【００７３】図２０（ａ）において「置かれた底面高
さ」はその箱の底面の高さを表す。この高さはパレット
の上面からの高さである。また、同様に、「置かれた上
面高さ」はその箱の上面の高さを表す。この高さもパレ
ットの上面からの高さである。また、「自分の上面のフ
リー面槓」は、この箱の上面であって、他の箱が載って
いない部分の面積を言う。このフリー面積の説明図が、
図２０（ｃ）に示されている。

【００７４】図２０（ａ）「最上段ｆｏｒｗａｒｄリン
ク」は、最上段に位置する箱のリストを構成するための
リンクを表すポインタである。このポインタは、『最上
段ｆｏｒｗａｒｄリンク」と、「最上段ｂａｃｋリン
ク」との２つが備えられている。これによって、最上段
に位置する箱のデータのみを集めた最上段の箱のデータ
のリストが形成されている。尚、最上段に位置しない箱
の場合には、この２つのリンクの欄は空欄となってい
る。すなわち、このリンクの記載がなされている箱は最
上段に位置する箱の集合（リスト）を形成する。

【００７５】図２０（ａ）において、「３次元を２次元
に写像した場合の切片ｂｌ」の説明をする。この「３次
元を２次元に写像した場合の切片ｂｌ」とは、図２０
（ｄ）に示されているように、この箱を２次元上に写像
した場合の、箱のＺ軸方向の辺がＹ軸と交わるＹ切片で
あって、最も値の大きなＹ切片を言う。尚、辺は４本あ
り、Ｙ切片も４個あるが、一番大きな値のものをこのｂ
ｌと呼び、大きさの順にそれぞれｂ２、ｂ３、ｂ４と呼
ぶ。但し、図２０（ａ）に示されているように、「ｂ
ｌ」の他は「ｂ２」と「ｂ４」とのみデータ構造中記億
されている。

【００７６】また、その他の座標情報としては、図２０
（ａ）に示されているように、頂点ｐ７のＹ座標と、頂
点ｐ１のＹ座標とが記憶されている。箱のデータ構造
は、上述したように、各箱のデータをリンクするポイン
タによってリスト構造を形成している旨述べたが、デー
タ構造中には、描画順を表すポインタも含まれている。
このポインタは、図２０（ａ）において、「描画順ｆｏ
ｗａｒｄリンク」と、「描画順ｂａｃｋリンク」との２
種類のポインタが用意されている。この描画順は、上述
した全体荷姿立面図における各箱の描画する順番を表
す。

【００７７】本実施例において特徴的なことは、上述し
た全体荷姿立面図の描画において、各箱の積み付け順序
（＝描画順）がこのリスト構造によって規定されている
ことである。図２０（ａ）の最後に示されているよう
に、各箱のデータの最後には、その箱の品種を表すコー
ドが記録されている。尚、図２０（ａ）の右覧には上記
各項目のデータ中における位置と、長さとが記載されて
いる。

【００７８】このようなデータ構造の荷姿定義データを
用いた場合を例として、高さＺの解釈について説明す
る。 高さＺの解釈：画面は２次元であるので一般的に言って
操作者が積み付けたい場所の高さ座標をマウスカ−ソル
で指定する事はできない。従って高さの疑念はプログラ
ムが自動解釈せざるを得ない。そこで作成途中の荷姿表
現Ｓｉ（ＳＸｉ、Ｓｙｉ、Ｓｚｉ）と指定されたＸ、Ｙ
の関係を以て高さを確定する方法を採用する。画面座標
（Ｘ、Ｙ）により現実空間座標（ＧＸ、Ｇｙ）が求まる
とＳ（−）を検索し（ＧＸ、Ｇｙ）が覆い被さる様な２
点矩形表現（ＳＸｉ０，Ｓｙｉ０）−（Ｓｘｉ１，Ｓｙ
ｉ１）があるかどうかを調べる。存在していた場合には
高さＺ（今回箱の底面）はＳｚｉ＋ｈ（箱Ｓｉの上面）
である。存在しなかった場合には高さＺは０（じか置
き）である。

【００７９】上述のような画面上の点（Ｘ、Ｙ）と高さ
Ｚの解釈のもとに、画面上で指示された位置を補正して
実空間での積載場所を確定する方法を説明する。

【００８０】曖昧補正での場所の確定：本出願人によっ
て既に提案されている特開平６−１２００００号に記載
の位置補正方法においては、人の意思（先積み後崩しル
ールに則って箱を積みたい、なるべく充填率の良い積み
方をしたいなどの「前提」と、何処に積もうと思ったか
の「解釈」）を考慮に入れて、指定位置に対して一定の
補間を行うことによって、操作者が画面上で指示した位
置の曖昧さを排除し、所定の位置精度を実現するように
している。本発明における曖昧補正機能と区別するた
め、上記の曖昧さを排除する補正を「厳格補正」と呼
び、実空間とのずれによる曖昧さを考慮した本発明に係
る補正を「曖昧補正」と呼ぶ。

【００８１】本発明では、厳格補正により（ＧＸ、Ｇ
ｙ、Ｓｚｉ＋ｈ）あるいは（ＧＸ、Ｇｙ、０）として決
定した今回の箱位置を以て、以下に説明する位置補正限
界値δを用いて位置補正（曖昧補正）を行う。

【００８２】図２１は、操作者が指示した点と現実空間
との関係を示している。図２１（Ａ）の様に、パレット
２０上に２つの積み荷１ａ，１ｂが既に積み付けられて
おり、今回マウスカーソルで指定された箱１ｃの積載位
置（本例では左上隅の位置）が、図２１（Ａ）中のＰｃ
で示される位置であるとする。この場合、指定された位
置Ｐｃは箱１ａの上面の領域内に存在するため、今回積
み付ける箱１ｃは“じか置き”ではなく、既に積載され
ている箱の上に置かれると判断される。すなわち、前述
の算出方法で高さ（Ｚ）を求めると、今回積み付ける箱
１ｃの高さは箱１ａの上面の高さとなることが解る。

【００８３】平面上の位置（Ｘ，Ｙ）に対しては、前記
数１３及び数１４によって、指定された位置Ｐｃの画面
座標（Ｘ，Ｙ）を実空間での座標（Ｇｘ，Ｇｙ）に変換
し、今回の箱の実空間での基準位置（ＧＸ、Ｇｙ、Ｓｚ
ｉ＋ｈ）あるいは（ＧＸ、Ｇｙ、０）を決定する。一
方、作成中の荷姿定義データに基づいて前述の厳格補正
処理によって最適積載位置を求める。図２１（Ａ）の例
では、指定された箱１ｃの重心が箱１ａの上面の領域内
に存在するため、箱１ａの重心と箱１ｃの重心とが重な
るような位置、すなわち箱１ａの上面左上隅の位置Ｐａ
が最適積載位置として決定される。本発明の曖昧補正に
よる位置補正処理では、この最適積載位置Ｐａに対する
指定位置ＰｃのＸ方向及びＹ方向の“ずれ”（χ，ε）
を求め、位置補正限界値δと比較する。

【００８４】Ｘ方向ずれχ、Ｙ方向ずれεがδ以内であ
れば今回の（Ｘ、Ｙ）を（Ｘ−χ、Ｙ＋ε）と補正し
『積む』と言う行為の整合性をとる。

【００８５】もし、χあるいはεのどちらかがδ以上で
あれば故意に（強い意志で）操作者がそこを指定したも
のと見做し、図２１（Ｂ）の積載例に示すように、その
方向に対する補正を行わない。但し、この場合には今回
箱の転げ落ち（重心が乗る箱の上に無い）、あるいはブ
リッジ（２つ以上の箱に乗る為に重心が外れていても転
げ落ちない）の条件をチェックし、妥当で無ければ『転
げ落ち』のメッセ−ジを出して操作者の指示を拒否す
る。さらに、ロボットが積み付ける事を前提としている
のでロボットのハンド干渉のチェックを入れる。即ち、
ロボットハンドの侵入経路（上図に於いてはＹ軸の順方
向、Ｘ軸の逆方向）に今回のＧｚ＝Ｓｚｉ＋ｈより高い
Ｚ座標を持っているＳｊ（−）が存在する場合にはハン
ド干渉として指示を拒否する。このようにして、本発明
では操作者が『ここ！』と指定した画面上の場所と実空
間での場所との誤差を自動的に補正する。なお、位置補
正限界値δはＸ方向及びＹ方向のそれぞれに対して個別
に設定（例えば、画面の縦横とパレットの縦横との各比
率に応じて設定）するようにしても良い。

【００８６】以下に、上述した補正方法を図２２のフロ
ーチャートに沿って説明する。先ず、画面上で指示され
た位置（ピクセル又はドット位置）に対応する実空間で
の指定位置（実際の積載空間内の位置）を求める（ステ
ップＳ２１）。そして、実空間での指定位置及び作成途
中の荷姿の情報（隣接する各箱の位置など）に基づい
て、実空間での最適積載位置を求める。例えば、積載対
象の箱の重心やその下になった箱のフリー面積の算出情
報を基に箱の安定性を求め、安定条件を満たしていなけ
れば、安定条件を満たす位置まで所定方向に擦り寄ら
せ、その位置を実空間での最適積載位置とする（ステッ
プＳ２２）。

【００８７】続いて、最適積載位置に対する実空間での
指定位置の“ずれ”（Ｘ，Ｙ座標値の差）を求める（ス
テップＳ２３）。そして、Ｘ方向の“ずれ”、Ｙ方向の
“ずれ”と位置補正限界値とを比較し（ステップＳ２
４）、いずれも位置補正限界値以内の場合は最適積載位
置を積載位置として決定する。ここで、位置補正限界値
は、操作者が『ここ！』と指定した画面上の場所と実空
間での場所との誤差を、現在の荷姿を基に操作者の意図
に沿うように補正するための閾値であり、位置補正限界
値の値は、画面に表示される積載面の大きさ（画像の大
きさ）及び実際の積載面の大きさから決定される。

【００８８】一方、Ｘ方向の“ずれ”、Ｙ方向の“ず
れ”のいずれか、あるいは両方向とも位置補正限界値を
超えている場合は、超えている方向に対しては指定位置
を積載位置として決定する（ステップＳ２５）。そし
て、超えていない方向に対しては最適基準位置（Ｘ座標
又はＹ座標）を積載位置として決定する（ステップＳ２
６）。但し、上記決定処理において、他の箱との重なり
の有無、箱の転げ落ちの有無、及びロボットのハンド干
渉の有無をチェックし、これらの条件を満たしていない
場合は指示を拒否する。上記条件のチェックは、パレッ
トの情報（寸法，はみ出し許容量，積み付け高さ制限
等）、積載対象の積み荷の情報（箱の寸法，積む段数の
許容値等）、作成途中の荷姿の情報（隣接する各箱の位
置など）、及びロボットハンドの侵入経路の情報に基い
て行われる。

【００８９】以下に上記の曖昧補正機能による補正例
を、荷姿の具体例を示して説明する。

【００９０】図２３に示すように、既に「川自動指示」
により箱がパレット面に一列置かれている状態で、空き
領域の左端上方部の位置が次の箱の積載位置として指示
されたものとする。この例では厳格補正処理により、現
在の荷姿の情報を基に高さＺは“０”（じか置き）と判
断され、矩形を成す空き領域の左上の頂点が最適積載位
置として決定される。そして、曖昧補正処理では、指示
された位置に対応する実空間での位置と最適積載位置と
の差（“ずれ”）を求め、“ずれ”が位置補正限界値以
内であれば、最適積載位置を積載位置とし、図２４に示
すように既に置かれている積み荷に対して今回積み付け
対象の箱がくっつくように置く。

【００９１】一方、図２５に示すように“ずれ”が位置
補正限界値を超えていれば、故意に離して置いたと見な
し、指示された位置に対応する実空間での位置を積載位
置として今回積み付け対象の箱を置く。

【００９２】図２６は、既に置かれている複雑な形状の
積み荷に対して積載位置が指示された場合の例を示して
おり、最適積載位置との“ずれ”が位置補正限界値を超
えていないときは、図２７に示すように、既に置かれて
いる積み荷に対して今回積み付け対象の箱がくっつくよ
うに置く。すなわち、現在の荷姿から求めた最適積載位
置（擦り寄せ処理により擦り寄せた位置）に箱が置かれ
る。

【００９３】図２８は、既に配置された一段の上に箱を
乗せる場合の例を示している。このような現在の荷姿に
対して、図２８中の矢印のカーソルで示される位置が指
示された場合、前述の高さの解釈により一段目の箱の上
面が積載面と解釈され、その最適積載位置との“ずれ”
が位置補正限界値を超えていないときは、指示された位
置の下の箱の上面左上の頂点に積載基準位置を合わせる
位置補正がされ、今回積み付け対象の箱が置かれる。一
方、図２９において、Ｘ方向の“ずれ”が位置補正限界
値内で、Ｙ方向の“ずれ”が位置補正限界値を超えてい
る場合を想定する。この場合、Ｙ方向だけに対して操作
者が故意に離して置いたと解釈され、図３０に示すよう
に、Ｘ方向に対しては下の箱の辺に合わせる位置補正が
され、Ｙ方向に対しては指示された位置に対応する実空
間での位置が積載位置として見なされて今回積み付け対
象の箱が置かれる。

【００９４】他方、図２９において、Ｘ方向、Ｙ方向と
もに“ずれ”が位置補正限界値を超えている場合を想定
すると、図３１に示すように、指示された位置に対応す
る実空間での位置が積載位置として見なされて今回積み
付け対象の箱が置かれる。また、図３２に示すように、
安定しないと判断される位置であっても、今回積み付け
対象の箱の重心が積載面の領域から外れていない場合
は、指示された位置に対応する実空間での位置に箱が置
かれる。

【００９５】他方、図３３に示すように、今回積み付け
対象の箱の重心が外れている場合は、例えば赤色の破線
枠で今回積み付け対象の箱を表示するとともに、下側の
分割画面４０ｄに『転げ落ち（“ひっかかり”）』の警
告を示すメッセ−ジを表示して操作者の指示を拒否す
る。

【００９６】次に、操作者が任意の積み付け順序で作成
した荷姿パタ−ンを正規化する方法（前述の第３の方
法）について説明する。荷姿パタ−ンを正規化すると
は、ランダムな１箱毎の定義順序を定めた法則に基づき
統一した順序にすることであり、正規化することによっ
て、同一の格好をした荷姿を一つの荷姿として定義する
ことが可能となる。

【００９７】例えば手動によって荷姿を作成する前述の
第２の方法により操作者が荷姿を勝手に作成した場合、
完成図形（荷姿）は同じであっても１箱毎の定義順序
（積み付け順序）が異なる場合が出てくる。勿論、厳密
なパタ−ン認識理論が存在しその理論を適用すれば一目
で『同じ格好』と言う事ができるであろうが、単一商品
の積み付けに限定した場合には以下に示す方法で『同じ
格好』を識別することができる。

【００９８】例えば、図３４（Ａ）〜（Ｄ）の４つの事
例に示される荷姿のうち、事例１Ａから事例１Ｃは同じ
『格好』で、事例１Ｄは異なる『格好』として識別する
には、以下に定める正規化ル−ルに従った定義順番と積
み荷の方向（回転／非回転）を定めれば良い。

【００９９】図３５に示すように、ｉ番目の積み荷の積
み付け基準位置を示すＸ，Ｙ，Ｚ座標をＨｉｘ，Ｈｉ
ｙ，Ｈｉｚ、ｉ番目の積み荷の高さ，長さ，幅をＨｉ
ｈ，Ｈｉｌ，Ｈｉｗ、ｉ番目の積み荷のＸ，Ｙ座標上で
の載置方向を現す情報（本例では“０／１”で非回転／
回転を現す事とする）をＨｉｋとし、荷姿を定義してい
る１箱毎の表現をＨｉ（Ｈｉｘ，Ｈｉｙ，Ｈｉｚ，Ｈｉ
ｈ，Ｈｉｌ，Ｈｉｗ，Ｈｉｋ）とする。そして、この表
現で定義された荷姿定義の集合をＨｉ（−）として、次
の正規化ルール（以下、正規化ルールの各ステップを
「ル−ル」と言う）により積み付け順序を正規化する。

【０１００】ルール１：集合Ｈｉ（−）からＨｉｚの等
しい物を選び出し集合Ｈｊ（−）を作成する。ここで、
集合Ｈｊ（−）の要素数をＮとする。

【０１０１】ルール２：集合Ｈｊ（−）の全ての要素に
対し次の定義で「ｙ逆方向隣接」及び「ｘ順方向隣接」
の各隣接関係定義を行い、集合Ａ（−）とする。「ｙ逆
方向隣接（以下、「ｙ隣接」と言う）」の関係とは、自
分の底辺よりｙの値が小さいものの内、一番大きなｙの
値を持ち、且つ相手の右辺か左辺が自分の左辺と右辺の
間にあるものであり、「ｘ順方向隣接（以下、「ｘ隣
接」と言う）」の関係とは、自分の右辺よりｘの値が大
きいものの内、一番小さなｘの値を持ち、且つ相手の上
辺か下辺が自分の上辺と下辺の間にあるものである。

【０１０２】図３４（Ｂ）に示される事例１Ｂを例に取
ると、集合Ｈｊ（−）のｙ逆方向及びｘ順方向の隣接関
係定義は、図３６の様になる。但し、○は、集合Ｈｊ
（−）の情報記述とする。

【０１０３】ルール３：ｋを１とし、集合Ａ（−）の中
で最大のＹ、最小のＸのものをｂ（１）とし、集合Ｂ
（−）に入れ、集合Ａ（−）から削除する。

【０１０４】ルール４：ｎ＝１，ｑ＝１，ｍ＝１，ｐ＝
１とする。

【０１０５】ルール５：ｋ≧Ｎならば集合Ｂ（−）に投
入された順番が正規化された積み付け順序であり、当該
荷姿の積み付け順序の正規化処理を終了する。

【０１０６】ルール６：ｂ（ｍ）のｙ隣接の関係にある
ものが有り且つ全てチェック済みであるかを調べ、そう
であればｎ＝ｎ＋１としてルール７へ、ｙ隣接の関係に
あるものが無い場合はチェック済みとしｎ＝ｎ＋１とし
てステップルール７へ、有る場合にはｙ隣接の関係にあ
るもののうち未だチェックしていないものの中でＸの一
番小さなものの右辺が自分の右辺より大きい場合は当該
ｙ隣接の関係にあるものをチェック済みとしてｍ＝ｍ＋
１としてルール８へ、そうでなければｙ隣接の関係にあ
るものを集合Ａ（−）の中で検索し、無ければ（既に取
り出されていれば）ｍ＝ｍ＋１としてルール７へ、有れ
ば集合Ａ（−）から取り出しｋ＝ｋ＋１としてｂ（ｋ）
を集合Ｂ（−）に加えへｂ（ｍ）の当該ｙ隣接情報をチ
ェック済みとしｍ＝ｋとしてルール５へ、それぞれ移行
する。

【０１０７】ルール７：ｎ＞ｋならばルール５へ、そう
でなければｍ＝ｎとしてルール５へ、それぞれ移行す
る。

【０１０８】ルール８：ｍ＞ｋならばｍ＝ｎとしてルー
ル５へ、そうでなければルール５へ、それぞれ移行す
る。

【０１０９】ルール９：ｂ（ｐ）のｘ隣接の関係にある
ものが全てチェック済みであればｑ＝ｑ＋１としてルー
ル１０へ、ｘ隣接の関係にあるものが無い場合はｑ＝ｑ
＋１としてルール１０へ、有る場合にはｘ隣接の関係に
あるもののうち未だチェックしていないものの中でＹの
一番大きなものの上辺が自分の上辺より大きいば場合は
当該ｘ隣接の関係にあるものをチェック済みとし、ｑ＝
ｑ＋１としてルール１０へ、そうでなければｘ隣接の関
係にあるものを集合Ａ（−）の中で検索し、無ければｑ
＝ｑ＋１としてルール１０へ、有れば集合Ａ（−）から
取り出しｋ＝ｋ＋１としてｂ（ｋ）を集合Ｂ（−）に入
れ、ｂ（ｐ）の当該ｘ隣接情報をチェック済みとし、ｍ
＝ｋとしてルール５へ、それぞれ移行する。

【０１１０】ルール１０：ｑ＞ｋならばルール５へ、そ
うでなければｐ＝ｑとしてルール９へ、それぞれ移行す
る。

【０１１１】この様にして例として図３４（Ｂ）に示さ
れる事例１Ｂを正規化すれば、集合Ｂ（−）の定義順番
は、（以下“ｎ”と記述する）→“２”→“３”→
“６”→“７”→“８”→“９”→“１０”→“４”→
“５”→“１１”→“１２”→“１３”→“１４”の様
になり、他の事例１Ａ，１Ｃ，１Ｄについても同様に正
規化すれば、図３４（Ａ）〜（Ｄ）に示される事例１Ａ
〜１Ｄのうち、事例１Ａ〜１Ｃの荷姿定義が一致する事
となる。即ち、正規化された荷姿定義は『ある格好』に
対して１つしか存在しなくなるので、１箱の回転／非回
転属性と定義順が同じであれば『同一格好』と断定でき
る。したがって、任意の積み付け順序の指示に従って作
成された荷姿を少なくとも含む複数の荷姿の定義情報を
入力し、各荷姿の中に同じ格好をした荷姿があるか否か
を、上述の正規化ステップにより正規化された各積み荷
の積み付け順序及び積み付け方向が同一の荷姿定義が上
記複数の荷姿の定義情報の中にあるか否かにより識別
し、同一の荷姿定義がある場合は当該荷姿定義を一つの
荷姿定義として前記荷姿の定義情報を統合することがで
きる。すなわち、操作者が任意の積み付け順序で作成し
た荷姿パタ−ンを正規化することができる。

【０１１２】次に、学習機能による荷姿作成方法（前述
の第４の方法）について説明する。

【０１１３】本発明では、登録された荷姿の定義情報を
知識情報とし、新しい商品に対し過去に登録されている
例を引用して荷姿を作り出すようにしており、同じ格好
のものは少々寸法が異なろうとも荷姿の定義情報を代表
で一つだけもち、その代表の荷姿を箱寸法により拡大表
現、縮小表現を行う事で、同じ格好の商品に対する荷姿
を再現するようにしている。

【０１１４】一般的には荷姿の再現方法は商品コ−ドと
荷姿定義を一対一に対応させ全ての商品の荷姿定義デ−
タを保持しコ−ドの検索を行いそれに対応付けられてい
る荷姿を再表示する事で行われている。しかし、５００
０品種とか６０００品種というように途方もない製品数
を対象とする場合には、商品と荷姿定義デ−タを一対一
対応で保持していてはデ−タ格納資源に無理が出てく
る。

【０１１５】資源の有効利用を行う為には同じ格好のも
のは少々寸法が異なろうとも荷姿の定義情報を代表で一
つだけもち、その代表の荷姿を箱寸法により拡大表現、
縮小表現を行う事で再現する方法を取る事が最も良い。
この方法を取れば計算機が自動計算して作り出す荷姿の
他に，人間が定義した格好をまねて（学習して）他の寸
法の異なる商品の荷姿定義を自動的に作成できる事にな
る。

【０１１６】図３７（Ａ）は、既に定義されている代表
荷姿の一例を示し、同図（Ｂ）は今回対象商品の確定荷
姿の一例を示している。この図３７（Ａ）及び（Ｂ）に
示される各荷姿の例を用いて、代表荷姿（寸法Ｌ，Ｗ）
に対し、ある商品（寸法ｌ，ｗ）の確定荷姿を生成する
方法について説明する。

【０１１７】［ステップＳ３１］先ず、代表荷姿定義デ
−タを構成する各箱の定義データ（データ構造：図２０
（ａ）参照）を、Ｘ（積載基準位置のＸ座標）の小さい
順、Ｙ（積載基準位置のＹ座標）の小さい順に昇順でソ
−トを行い並べかえる。図３７（Ａ）の例では、（以
下、“ｎ”と記述する）→３→１→２→７→６→５→８
となる。

【０１１８】［ステップＳ３２］次に、上記荷姿デ−タ
の順を基に、図３８に示すデ−タ構造をもつ分析用デー
タ６１を用いてＸ，Ｙ共に順方向の隣接関係ツリ−を作
り出す。結果として個々の積み荷の隣接関係にだけ注目
すると、Ｙ方向の隣接関係とＸ方向の隣接関係は、それ
ぞれ図３９（Ａ）及び（Ｂ）の様になる。なお、図３８
のデータ構造は、代表荷姿から確定荷姿を生成する為の
分析用データ記述構造の一例を示したもので、「Ｘ／Ｙ
逆方向隣接」及び「Ｘ／Ｙ順方向隣接」の各隣接関係定
義は、荷姿定義デ−タを構成する各箱のデータ構造の説
明で述べた定義と同様であるため、ここでは説明を省略
する。以下の説明では、１箱の分析用記述データ定義を
「ノード」と称する。

【０１１９】［ステップＳ３３］図３９（Ａ）及び
（Ｂ）において、リンクの出発点（箱）のＸ方向／Ｙ方
向のずれ（箱の寸法の差に伴う“ずれ”）を全てのノー
ド（箱）に反映、次のノード（箱）のＸ方向／Ｙ方向の
ずれを全てのノード（箱）に反映…と繰り返すと、最終
的に今回対象となった箱の寸法によるＸ方向／Ｙ方向へ
のずれ（−β／＋α）が全てのノード（箱）に対し反映
される事となる。

【０１２０】即ち、箱のＸ／Ｙ方向サイズの拡大／縮小
の結果としての各々の箱の位置は、図３８に示す分析用
データ記述構造の第一番目のＸ，Ｙ座標、第二番目の
Ｘ，Ｙ座標…の中の一番大きなＸ座標、一番大きなＹ座
標を採用する事により決定する。この確定した位置を採
用して荷姿の正規化表現を行えば、それが今回の商品の
確定荷姿である。

【０１２１】このように、商品の箱の寸法が多少異なっ
ていても対象商品の荷姿と同様の格好をした荷姿が既に
登録されている場合は、今回積み付けの対象となる積み
荷の寸法と各代表荷姿の定義情報に含まれる積み荷の寸
法とを比較して長さ方向及び幅方向の寸法の差がそれぞ
れ所定の閾値以内で且つ同一の格好を成す荷姿群に対し
ては代表荷姿の定義情報を一つ持って知識情報として記
憶し、代表荷姿と積み荷の寸法が異なり同一の格好を成
す荷姿に対しては、当該荷姿の積み荷の寸法及びその代
表荷姿の定義情報に基づいて当該荷姿の定義情報を自動
的に作成することで、同様の格好の荷姿定義を個別に定
義する必要が無くなるとともに、少ないデ−タ格納資源
で多品種に対応することが可能となる。

【０１２２】図４０〜図４１は、同じ格好をした代表荷
姿が既に登録されていた場合の表示例を示している。図
４０は、図４１に示される代表荷姿の定義情報（種別＝
ダブルカラットの荷姿定義）に基いて生成された当該商
品の確定荷姿の表示例を示しており、図４２は、図４３
に示される代表荷姿の定義情報（種別＝アラビキ・ハン
ハの荷姿定義）に基いて生成された当該商品の確定荷姿
の表示例を示している。図４１，図４３に示すように、
当該商品に対して同じ格好をした代表荷姿が既に登録さ
れていた場合は、代表荷姿の荷姿イメージ立面図と荷姿
イメージ平面図が画面上に表示される。この平面荷姿を
修正したい場合は修正メニューを表示し、この平面荷姿
を基に当該商品の所望の荷姿を作成できるようになって
いる。また、図４０，図４２の表示例に示される立体荷
姿は、当該商品の荷姿に一番類似した代表荷姿を候補と
して表示したもので、次候補、前候補の指示により他の
代表荷姿を表示して、どの代表荷姿を採用するかを複数
の候補の中から選択できるようになっている。

【０１２３】なお、代表荷姿若しくは同一の格好を成す
荷姿が無い場合は、登録されている代表荷姿の修正（段
数の変更や荷姿の加工）をして作成する等、所定の手順
によって作成された新たな荷姿を代表荷姿とし、当該荷
姿の定義情報を前記知識情報として学習するようになっ
ている。

【０１２４】

【発明の効果】 以上に説明したように、本発明によれ
ば、商品の積み付けロボットに対する指令の基となる
“荷姿の定義情報”の登録作業に係る労力を極端に減ら
すことができる。そして、積み付け効率に重点を置いて
荷姿を作成する第１の方法によれば、最も積み付け効率
の良い荷姿の定義情報を自動的に作成することができ
る。また、操作者の指示に従って任意の荷姿を作成する
第２の方法によれば、画面上に表示される積み荷の外観
図やパレット上に積載されている様子を示す積み姿図を
見ながら、操作者が積載方法を指示したり、積み付け位
置を指示したりすることで、所望の荷姿を簡単に作成す
ることが可能となる。

【０１２５】また、画面上で指示した位置と実空間での
位置とのずれを考慮して積載位置を補正する補正方法に
よれば、最適積載位置と考えられる位置に対して操作者
が意識的にずらして指定した位置と、操作者が意図せず
にずれた位置とを区別し、操作者の意図に沿うように積
載位置を自動補正することができる。さらに、荷姿パタ
−ンを正規化する第３の方法によれば、操作者が任意の
積み付け順序で作成した荷姿の積み付け順序を正規化す
ることができるとともに、同じ格好をした荷姿を識別し
てその荷姿の定義情報を統合することができる。また、
学習機能により荷姿を作成する第４の方法によれば、同
様の格好の荷姿については過去に登録されている荷姿を
引用して自動的に作成することができ、同様の格好の荷
姿定義を個別に定義する必要が無くなるとともに、少な
いデ−タ格納資源で多品種に対応することが可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る自動積付けロボットシステムの構
成の一例を示す模式図である。

【図２】本発明に係る第１の荷姿作成方法を説明するた
めのフローチャートである。

【図３】第１の荷姿作成方法を説明するための第１の説
明図である。

【図４】第１の荷姿作成方法を説明するための第２の説
明図である。

【図５】第１の荷姿作成方法により作成された平面荷姿
の具体例を示す説明図である。

【図６】第１の荷姿作成方法により作成された立体荷姿
の具体例を示す説明図である。

【図７】本発明に係る第２の荷姿作成方法を説明するた
めの荷姿定義画面の構成例を示す図である。

【図８】第２の荷姿作成方法を説明するための第１の説
明図である。

【図９】第２の荷姿作成方法を説明するための第２の説
明図である。

【図１０】第２の荷姿作成方法を説明するための第３の
説明図である。

【図１１】第２の荷姿作成方法を説明するための第４の
説明図である。

【図１２】第２の荷姿作成方法を説明するための第５の
説明図である。

【図１３】第２の荷姿作成方法を説明するための第６の
説明図である。

【図１４】第２の荷姿作成方法を説明するための第７の
説明図である。

【図１５】第２の荷姿作成方法を説明するための第８の
説明図である。

【図１６】第２の荷姿作成方法を説明するための第９の
説明図である。

【図１７】第２の荷姿作成方法を説明するための第１０
の説明図である。

【図１８】第２の荷姿作成方法を説明するための第１１
の説明図である。

【図１９】第２の荷姿作成方法を説明するための第１２
の説明図である。

【図２０】 本発明に係る荷姿定義データを構成する一
個の箱のデータ構造の一例を示す説明図である。

【図２１】操作者が指示した点と現実空間との関係を示
す図である。

【図２２】積み付け位置の自動補正方法を説明するため
のフローチャートである。

【図２３】積み付け位置の自動補正方法を説明するため
の第１の説明図である。

【図２４】積み付け位置の自動補正方法を説明するため
の第２の説明図である。

【図２５】積み付け位置の自動補正方法を説明するため
の第３の説明図である。

【図２６】積み付け位置の自動補正方法を説明するため
の第４の説明図である。

【図２７】積み付け位置の自動補正方法を説明するため
の第５の説明図である。

【図２８】積み付け位置の自動補正方法を説明するため
の第６の説明図である。

【図２９】積み付け位置の自動補正方法を説明するため
の第７の説明図である。

【図３０】積み付け位置の自動補正方法を説明するため
の第８の説明図である。

【図３１】積み付け位置の自動補正方法を説明するため
の第９の説明図である。

【図３２】積み付け位置の自動補正方法を説明するため
の第１０の説明図である。

【図３３】積み付け位置の自動補正方法を説明するため
の第１１の説明図である。

【図３４】本発明に係る第３の荷姿作成方法を説明する
ための荷姿の事例である。

【図３５】第３の荷姿作成方法を説明するための第１の
説明図である。

【図３６】第３の荷姿作成方法を説明するための第２の
説明図である。

【図３７】本発明に係る第４の荷姿作成方法を説明する
ための第１の説明図である。

【図３８】第４の荷姿作成方法に用いる分析用データ記
述構造の一例を示す図である。

【図３９】第４の荷姿作成方法を説明するための第２の
説明図である。

【図４０】第４の荷姿作成方法を説明するための第３の
説明図である。

【図４１】第４の荷姿作成方法を説明するための第４の
説明図である。

【図４２】第４の荷姿作成方法を説明するための第５の
説明図である。

【図４３】第４の荷姿作成方法を説明するための第６の
説明図である。

【図４４】ランダムパレタイズ装置における従来の荷姿
作成方法を説明するための説明図である。

【符号の説明】

１ 積み荷（箱） １０ コンベア １２ 自動寸法測定装置 ２０ パレット ２２ カゴ車 ３０ ロボット ３２ ロボット制御装置 ３４ 通信回線 ４０ 表示画面 ５０ 荷姿計算用計算機 ６０ 荷姿（積み荷）データ構造

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 単一品種の商品を積み荷の対象として、
   当該パレットへの積み付け位置及び積み付け順序を含む
   前記積み荷の荷姿の定義情報に基いて複数の積み荷をロ
   ボットにより自動的に積み付ける自動積み付けロボット
   システムに於いて、前記荷姿の定義情報を作成する荷姿
   作成方法であって；前記積み荷及び前記当該パレットの
   各寸法情報に基づき、当該パレットの積載面への積み荷
   の充填率を高めるように当該パレットの１段目の積み荷
   の荷姿を自動計算する平面荷姿計算ステップと、前記自
   動計算された１段目の荷姿を含む前記パレット上に積載
   されている積み荷の様子を示す積み姿図を表示する表示
   ステップとを含み；前記積み姿図上で指示された１つの
   積み荷若しくは複数の積み荷を指定方向へ小移動して位
   置を微調整する第１のステップを少なくとも有する指示
   ステップに従い、前記自動計算された１段目の荷姿の定
   義情報を基に当該パレットの種類及び当該品種の積み荷
   に対応する最終的な荷姿の定義情報を作成することを特
   徴とする単一商品の自動積み付けロボットシステムにお
   ける荷姿作成方法。
2. 【請求項２】 前記平面荷姿計算ステップによる積み付
   けアルゴリズムが下記ａ１〜ａ４のステップを含み、こ
   れらのａ１〜ａ４のステップによる積載手順によって前
   記パレットの１段目に対する平面荷姿の定義情報を自動
   的に作成することを特徴とする請求項１に記載の単一商
   品の自動積み付けロボットシステムにおける荷姿作成方
   法。 ａ１． 積み付けるべきパレットの寸法をＰＬ，ＰＷ、
   今回積み付ける積み荷の寸法をＬ，Ｗとしたとき、前記
   ＰＬ方向に前記Ｌ方向を揃えてパレット寸法全域に前記
   積み荷を置いた時の総数Ｎ１と、前記ＰＬ方向に前記Ｗ
   方向を揃えてパレット寸法全域に前記積み荷を置いた時
   の総数Ｎ２とを求めるステップ。 ａ２． 前記Ｎ１≧前記Ｎ２の場合は、前記ＰＬ方向に
   前記Ｌ方向を揃えて置く“正置”により前記積み荷を一
   列置くと共に、前記ＰＷから前記Ｗを減算したものを前
   記Ｎ１及びＮ２を求める際の前記ＰＷ方向のパレット寸
   法として前記ａ１のステップに移行するステップ。 ａ３． 前記Ｎ１＜前記Ｎ２の場合は、前記ＰＬ方向に
   前記Ｗ方向を揃えて置く“回転置”により前記積み荷を
   一列置くと共に、前記ＰＷから前記Ｌを減算したものを
   前記Ｎ１及びＮ２を求める際の前記ＰＷ方向のパレット
   寸法として前記ａ１のステップに移行するステップ。 ａ４． 前記“正置”又は“回転置”により一列置く空
   き領域が無くなった場合は、前記前記ＰＬ方向に置かれ
   た積み荷の一列の最大長を前記パレットの寸法ＰＬから
   減算したものを前記ＰＬ方向のパレット寸法として前記
   パレットのＰＷ方向に前記Ｗ方向又はＬ方向を揃えて前
   記積み荷を置く空き領域が有るか否かを求め、有る場合
   は前記ＰＷ方向に前記Ｗ方向又はＬ方向を揃えて前記積
   み荷を一列置くステップ。
3. 【請求項３】 前記指示ステップが、前記１段目の積み
   荷の荷姿を含む当該荷姿の底面の中心又は重心が当該パ
   レットの積載面の中心に位置するように作成途中の荷姿
   全体を移動する第２の指示ステップを更に有する請求項
   １又は２に記載の単一商品の自動積み付けロボットシス
   テムにおける荷姿作成方法。
4. 【請求項４】 前記指示ステップが、指示される毎に前
   記１段目の積み荷の荷姿と同一の荷姿を１段毎に繰返し
   て高さ方向に積載する第３の指示ステップ、又は、指示
   される毎に前記１段目の積み荷の荷姿と同一の荷姿又は
   鏡像の荷姿を２段づつ繰り返して積載する第４の指示ス
   テップのいずれかのステップを更に有する請求項１乃至
   ３のいずれかに記載の単一商品の自動積み付けロボット
   システムにおける荷姿作成方法。
5. 【請求項５】 単一品種の商品を積み荷の対象として、
   当該パレットへの積み付け位置及び積み付け順序を含む
   前記積み荷の荷姿の定義情報に基いて複数の積み荷をロ
   ボットにより自動的に積み付ける自動積み付けロボット
   システムに於いて、前記荷姿の定義情報を作成する荷姿
   作成機能を有する装置であって；前記積み荷の外観図及
   び前記パレット上に積載されている積み荷の様子を示す
   積み姿図を表示する表示手段と、少なくとも前記積み荷
   の積載方法を指示する指示手段とを含み；前記指示手段
   により積み荷を積み付けたい位置が前記積み姿図上で指
   示された場合、前記指示された位置に対応する実空間で
   の位置を求めると共に、該実空間での位置及び作成途中
   の荷姿の情報に基づいて前記実空間での最適積載位置を
   求め；該最適積載位置と前記実空間での位置とのずれが
   予め設定された位置補正限界値以内のときは前記最適積
   載位置を積載位置として決定し；前記ずれが前記位置補
   正限界値を超えているときは前記指示された位置に対応
   する実空間での位置を積載位置として決定するようにし
   たことを特徴とする単一商品の自動積み付けロボットシ
   ステムにおける荷姿作成機能を有する装置。
6. 【請求項６】 前記ずれと前記位置補正限界値との比較
   が、前記実空間での積載面のＸ方向及びＹ方向に対して
   なされ、それぞれの方向に対して独立に前記積載位置の
   決定がされるようになっている請求項５に記載の単一商
   品の自動積み付けロボットシステムにおける荷姿作成機
   能を有する装置。
7. 【請求項７】 単一品種の商品を積み荷の対象として、
   当該パレットへの積み付け位置及び積み付け順序を含む
   前記積み荷の荷姿の定義情報に基いて複数の積み荷をロ
   ボットにより自動的に積み付ける自動積み付けロボット
   システムに於いて、前記荷姿の定義情報を作成する荷姿
   作成機能を有する装置であって；前記荷姿を構成する各
   積み荷毎に隣接する積み荷の積み付け位置及び積み付け
   方向を隣接関係情報として求め、該隣接関係情報に基づ
   き前記各積み荷の積み付け順序を正規化する正規化手段
   を含み；任意の積み付け順序の指示に従って作成された
   荷姿を少なくとも含む複数の荷姿の定義情報を入力し；
   各荷姿の中に同じ格好をした荷姿があるか否かを、前記
   正規化手段により正規化された各積み荷の積み付け順序
   及び積み付け方向が同一の荷姿定義が前記複数の荷姿の
   定義情報の中にあるか否かにより識別し；同一の荷姿定
   義がある場合は当該荷姿定義を一つの荷姿定義として前
   記荷姿の定義情報を統合し得るようにしたことを特徴と
   する単一商品の自動積み付けロボットシステムにおける
   荷姿作成機能を有する装置。
8. 【請求項８】 前記正規化手段は、前記荷姿を構成する
   ｉ番目の積み荷の積み付け基準位置を示すＸ，Ｙ，Ｚ座
   標をＨｉｘ，Ｈｉｙ，Ｈｉｚ、前記ｉ番目の積み荷の高
   さ，長さ，幅をＨｉｈ，Ｈｉｌ，Ｈｉｗ、前記ｉ番目の
   積み荷のＸ，Ｙ座標上での載置方向を表わす情報をＨｉ
   ｋとし、前記荷姿を定義している１箱毎の表現をＨｉ
   （Ｈｉｘ，Ｈｉｙ，Ｈｉｚ，Ｈｉｈ，Ｈｉｌ，Ｈｉｗ，
   Ｈｉｋ）とし、前記表現で定義された荷姿定義の集合を
   Ｈｉ（−）として、下記ｅ１〜ｅ１０の処理に従って前
   記積み付け順序を正規化することを特徴とする請求項７
   に記載の単一商品の自動積み付けロボットシステムにお
   ける荷姿作成方法。 ｅ１． 前記集合Ｈｉ（−）からＨｉｚの等しいものを
   選び出し集合Ｈｊ（−）を作成する処理。 ｅ２． 自分の底辺よりｙの値が小さいものの内、一番
   大きなｙの値を持ち、且つ相手の右辺か左辺が自分の左
   辺と右辺の間にあるものを「ｙ隣接」の関係にあると定
   義し、自分の右辺よりｘの値が大きいものの内、一番小
   さなｘの値を持ち、且つ相手の上辺か下辺が自分の上辺
   と下辺の間にあるものを「ｘ隣接」の関係にあると定義
   して、前記集合Ｈｊ（−）の全ての要素（１〜Ｎ）に対
   し、前記ｙ隣接及び前記ｘ隣接の各隣接関係定義を行
   い、集合Ａ（−）とする処理。 ｅ３． ｋを１とし、前記集合Ａ（−）の中で最大の
   Ｙ、最小のＸのものをｂ（１）とし、集合Ｂ（−）に投
   入すると共に前記集合Ａ（−）から削除する処理。 ｅ４． ｎ＝１，ｑ＝１，ｍ＝１，ｐ＝１とする処理。 ｅ５． ｋ≧Ｎならば前記集合Ｂ（−）に投入された順
   番を正規化された積み付け順序として決定し、当該荷姿
   の正規化処理を終了する処理。 ｅ６． ｂ（ｍ）の前記ｙ隣接の関係にあるものが有り
   且つ全てチェック済みであるかを調べ、そうであればｎ
   ＝ｎ＋１として下記ｅ７へ、前記ｙ隣接の関係にあるも
   のが無い場合はチェック済みとしｎ＝ｎ＋１として下記
   ｅ７へ、有る場合には前記ｙ隣接の関係にあるもののう
   ち未だチェックしていないものの中でＸの一番小さなも
   のの右辺が自分の右辺より大きい場合は当該ｙ隣接の関
   係にあるものをチェック済みとし、ｍ＝ｍ＋１として下
   記ｅ８へ、そうでなければ前記ｙ隣接の関係にあるもの
   を集合Ａ（−）の中で検索し、無ければ（既に取り出さ
   れていれば、ｍ＝ｍ＋１として下記ｅ７へ、有れば前記
   集合Ａ（−）から取り出しｋ＝ｋ＋１としてｂ（ｋ）を
   前記集合Ｂ（−）に加え、ｂ（ｍ）の当該ｙ隣接情報を
   チェック済みとしｍ＝ｋとして下記ｅ５へ、それぞれ移
   行する処理。 ｅ７． ｎ＞ｋならば下記ｅ５へ、そうでなければｍ＝
   ｎとして上記ｅ５へ、それぞれ移行する処理。 ｅ８． ｍ＞ｋならばｍ＝ｎとして上記ｅ５へ、そうで
   なければ上記ｅ５、それぞれ移行する処理。 ｅ９． ｂ（ｐ）の前記ｘ隣接の関係にあるものが全て
   チェック済みであればｑ＝ｑ＋１として下記ｅ１０へ、
   前記ｘ隣接の関係にあるものが無い場合はｑ＝ｑ＋１と
   して下記ｅ１０へ、有る場合には前記ｘ隣接の関係にあ
   るもののうち未だチェックしていないものの中でＹの一
   番大きなものの上辺が自分の上辺より大きいば場合は当
   該ｘ隣接の関係にあるものをチェック済みとし、ｑ＝ｑ
   ＋１として下記ｅ１０へ、そうでなければ前記ｘ隣接の
   関係にあるものを前記集合Ａ（−）の中で検索し、無け
   ればｑ＝ｑ＋１として下記ｅ１０へ、有れば前記集合Ａ
   （−）から取り出しｋ＝ｋ＋１としてｂ（ｋ）を前記集
   合Ｂ（−）に投入すると共にｂ（ｐ）の当該ｘ隣接情報
   をチェック済みとし、ｍ＝ｋとして上記ｅ５へ、それぞ
   れ移行する処理。 ｅ１０：ｑ＞ｋならば上記ｅ５へ、そうでなければｐ＝
   ｑとして上記ｅ９へ、それぞれ移行する処理。
9. 【請求項９】 単一品種の商品を積み荷の対象として、
   当該パレットへの積み付け位置及び積み付け順序を含む
   前記積み荷の荷姿の定義情報に基いて複数の積み荷をロ
   ボットにより自動的に積み付ける自動積み付けロボット
   システムに於いて、前記荷姿の定義情報を作成する荷姿
   作成機能を有する装置であって；前記積み荷の長さ方向
   及び幅方向の寸法の差がそれぞれ所定の閾値以内で且つ
   同一の格好を成す荷姿群に対しては代表荷姿の定義情報
   を一つ持って知識情報として記憶する記憶手段と；前記
   知識情報として記憶されている前記代表荷姿と積み荷の
   寸法が異なり同一の格好を成す荷姿に対しては当該荷姿
   の積み荷の寸法及びその代表荷姿の定義情報に基づいて
   当該荷姿の定義情報を自動的に作成する荷姿定義情報作
   成手段と；を備えたことを特徴とする単一商品の自動積
   み付けロボットシステムにおける荷姿作成機能を有する
   装置。
10. 【請求項１０】 前記代表荷姿若しくは同一の格好を成
    す荷姿が無い場合は、所定の手順によって作成された新
    たな荷姿を代表荷姿とし、当該荷姿の定義情報を前記知
    識情報として学習することを特徴とする請求項９に記載
    の単一商品の自動積み付けロボットシステムにおける荷
    姿作成機能を有する装置。