JP2015184014A - 計量装置 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の対象物が検出されても、適切に容器を特定し、且つ処理速度の向上を図ることができる計量装置を提供する。
【解決手段】容器及び商品を含む被計量物が載置される計量皿３と、計量皿３に載置された被計量物を計量する計量機構５と、計量皿３を含む撮像領域の画像を撮るカメラ７と、カメラ７により撮られた画像において計量皿３以外の対象物を抽出し、２以上の対象物が抽出された場合に、当該対象物の中から容器を特定する容器特定部３２と、容器特定部３２により特定された容器に基づいて、商品の質量値を算出する質量値算出部３３と、を備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、客が計量を行う計量装置に関する。

スーパーマーケット等の店舗の食料品売り場においては、量り売りされる商品の計量が、店員ではなく、客自身に任される場合がある。そのような商品の計量に用いられるセルフ式の計量装置として、容器及び商品を含む被計量物が載置される計量皿と、被計量物を計量する計量部と、商品が入れられた容器を特定する特定部と、特定された容器の質量値を被計量物の質量値から減じて商品の質量値を算出する算出部と、算出された商品の質量値に基づく商品の価格が表示されたラベルを発行するラベル発行部と、を備えるものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１３−１０８８１７号公報

上述したセルフ式の計量装置では、被計量物の質量値から容器の質量値を減算するために、商品が入れられた容器を特定している。容器の特定は、容器を含む画像を撮像し、その画像に基づく画像処理により行われる。ここで、計量装置を不慣れな客が使用した場合には、容器の近傍に客の手が位置していたり、客が商品を計量皿にこぼしたりすることがある。この場合、容器を特定するために撮られた画像に、客の手が写り込んでいたり、容器の周辺にこぼれた商品が写り込んでいたりする。そうすると、計量装置においては、一つの容器を抽出することを前提としているため、複数の対象物が検出されると、容器の特定ができなくなる。

本発明は、複数の対象物が検出されても、適切に容器を特定し、且つ処理速度の向上を図ることができる計量装置を提供することを目的とする。

本発明に係る計量装置は、客が計量を行う計量装置であって、容器及び商品を含む被計量物が載置される計量皿と、計量皿に載置された被計量物を計量する計量部と、計量皿を含む撮像領域の画像を撮る撮像部と、撮像部により撮られた画像において計量皿以外の対象物を抽出し、２以上の対象物が抽出された場合に、当該対象物の中から容器を特定する容器特定部と、容器特定部により特定された容器に基づいて、商品の質量値を算出する算出部と、を備える。

この計量装置は、画像において２以上の対象物が抽出された場合に、当該対象物の中から容器を特定する容器特定部を備えている。これにより、計量装置では、例えば、画像に客の手（対象物）が写り込み、画像において容器と手との２つの対象物が存在している場合であっても、容器を迅速に特定することができる。これにより、計量装置では、容器特定の処理時間の短縮が図られ、その結果、被計量物の質量値を算出する処理速度の向上を図ることができる。なお、対象物には、容器、商品、計量皿において光が反射して写り込んだ部分、客の手等がなり得る。

一実施形態においては、撮像部は、計量部から出力された計量信号に基づいて画像を撮ってもよい。これにより、計量皿に容器が載置されて計量部により計量が行われると、撮像部が画像を撮るため、客が操作を行わなくても、自動で容器特定の処理を実施させることができる。したがって、セルフ式の計量装置の操作の簡易化を図ることができる。

一実施形態においては、計量部から出力された計量信号に基づいて被計量物の計量の状態が安定しているか否か判定する安定判定部を備え、撮像部は、安定判定部において被計量物の計量の状態が安定していると判定された場合に、画像を撮ってもよい。例えば、客の手が容器や計量皿に接触している状態では、被計量物の質量が変動するため、正確な計量を行うことができない。計量装置では、安定判定部において被計量物の計量の状態が安定していると判定された場合に画像を撮るため、客の手が容器や計量皿に接触しているような状態での撮像を予め回避することができる。そのため、商品の質量の算出を迅速に且つ正確に行うことができる。

一実施形態においては、容器特定部は、画像を所定の方向に沿って走査して計量皿以外の対象物の縁部を検知した位置を検知点として取得し、検知点が連続する領域を抽出して、その抽出した領域に基づいて容器を特定してもよい。これにより、容器をより適切に特定することができる。

一実施形態においては、容器特定部は、画像においてエッジを抽出し、当該エッジに基づいて容器を特定してもよい。これにより、容器をより適切に特定することができる。

一実施形態においては、容器特定部は、パターンマッチングによって容器を特定してもよい。これにより、容器をより適切に特定することができる。

本発明によれば、複数の対象物が検出されても、適切に容器を特定し、且つ処理速度の向上を図ることができる。

本発明の一実施形態の計量装置を含むネットワークの構成図である。 本発明の一実施形態の計量装置の斜視図である。 本発明の一実施形態の計量装置のブロック図である。 容器特定時における容器特定部の処理手順を示すフローチャートである。 撮像領域の画像の一例を示す図である。 容器特定時における容器特定部の処理手順を示すフローチャートである。 撮像領域の画像の一例を示す図である。 エッジ処理が行われた画像の一例を模式的に示す図である。

以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面の説明において同一又は相当要素には同一符号を付し、重複する説明は省略する。

（１）全体構成
図１に示される計量装置１は、スーパーマーケット等の店舗１００の食料品売り場において、客自身による惣菜等の商品の計量に用いられるセルフ式の計量装置である。計量装置１は、客が所望の商品を所望の容器に入れて計量を行った際に、商品の質量値に基づく商品の価格が表示されたラベルを発行する。客は、発行されたラベルを容器に貼って、所望のレジ端末１０３に持参する。以下、商品が容器に入れられたものを「被計量物」という。

計量装置１は、図１に示されるように、店舗１００に構築されたネットワーク１０１を介して店舗サーバ１０２及び複数のレジ端末１０３のそれぞれと通信可能となっている。店舗サーバ１０２は、商品に関する各種情報を記憶している。各レジ端末１０３は、客に請求する金額の算出、及び客の支払いに対する釣銭の算出等を行う。店舗サーバ１０２には、各レジ端末１０３に入力された商品に関する情報（具体的には、商品の価格、商品番号等）がネットワーク１０１を介して送られ、当該情報が蓄積される。

図２に示されるように、計量装置１は、本体部２、計量皿３及びタッチパネル４を備えている。本体部２には、計量機構（計量部）５が設けられている。計量皿３は、本体部２から上側に突出する計量機構５の皿装着部５ａに対して着脱自在に装着されている。タッチパネル４は、本体部２の背面から上側に延在する２本の支柱６によって支持されている。タッチパネル４は、主として客が見たり操作したりするために用いられるが、各種設定等を行う場合には店員が見たり操作したりするために用いられる。

（２）各部構成
図２及び図３に示されるように、計量装置１は、計量皿３、タッチパネル４、計量機構５、カメラ（撮像部）７、人感センサ８、ラベル発行機構９、スピーカ１１、店舗側無線部１２、通信部１３、ＨＤＤ２０及び制御部３０を備えている。これらの構成要素のうち、計量機構５、ラベル発行機構９、店舗側無線部１２、通信部１３、ＨＤＤ２０及び制御部３０は、本体部２内に収容されている。

（２−１）計量皿
計量皿３には、容器及び商品を含む被計量物が載置される。計量皿３は、例えば金属からなり、その表面には、容器を識別し易い色が施されている。例えば、容器が白色である場合には、計量皿３の表面は黒色であることが好ましい。計量皿３は、容器が載置される載置部３ａと、載置部３ａの縁から起立する４つの周縁部３ｂと、を有していている。

（２−２）計量機構
計量機構５は、計量皿３に載置された被計量物を計量する。計量機構５は、被計量物の質量値（計量信号）を制御部３０に送信する。

（２−３）カメラ
カメラ７は、タッチパネル４の下側において２本の支柱６に掛け渡された支持部材６ａに取り付けられており、計量皿３を含む撮像領域の画像を上側から撮る。カメラ７は、後述する安定判定部３１から送信された安定信号を受け取ると、画像を撮る。カメラ７は、撮像領域の画像を制御部３０に送信する。

（２−４）人感センサ
人感センサ８は、カメラ７の左側及び右側に位置するように支持部材６ａに取り付けられており、計量皿３周囲における人の存在を検知する。人感センサ８は、例えば赤外線センサ又は超音波による距離センサ等であり、計量装置１の正面側の空間における人の存在を検知する。人感センサ８は、計量皿３周囲における人の存在を検知した際に、その旨を示す信号を制御部３０に送信する。

（２−５）ラベル発行機構
ラベル発行機構９は、商品の質量値に基づく商品の価格が表示されたラベルを客に発行する。ラベル発行機構９は、ラベルカセット及び複数のセンサ等によって構成されており、ラベルカセットから繰り出される白紙に、商品の質量値に基づく商品の価格等を印字して、印字された白紙をラベルとして発行する。ラベル用の白紙としては、裏面のみに粘着性を有するものが用いられる。

（２−６）タッチパネル
タッチパネル４は、客向けの様々な情報を含む画像を表示する。例えば、タッチパネル４は、客の接近によって人感センサ８が人の存在を検知した際に、購入手順の案内用の画像の表示を開始する。具体的には、タッチパネル４は、被計量物を計量皿３に載置することを客に促す画像、上述したラベルを発行するために、タッチパネル４に表示された発行ボタンを押下することを客に促す画像、及び発行したラベルを容器に貼り付けることを客に促す画像等を表示する。

（２−７）スピーカ
スピーカ１１は、支持部材６ａに内蔵されており、客向けの様々な情報を含む音声を出力する。例えば、スピーカ１１は、客の接近によって人感センサ８が人の存在を検知した際に、タッチパネル４による画像の表示に連動した音声を出力する。

（２−８）店舗側無線部
店舗側無線部１２は、店員が所持する携帯端末と無線通信を行う。例えば、店舗側無線部１２は、人感センサ８が客の存在を所定時間以上継続して検知した際に、その旨を示す信号を店員の携帯端末に送信する。これにより、店員は、計量装置１の操作に困惑しているような客に対し、迅速にサービスを提供することができる。なお、店舗側無線部１２は、ラベル発行機構９における白紙ロールの残量が所定量以下となった場合、及び未使用の容器の数が所定数以下となった場合等に、その旨を示す信号を店員の携帯端末に送信してもよい。

（２−９）通信部
通信部１３は、店舗サーバ１０２及び複数のレジ端末１０３のそれぞれと通信を行う。例えば、通信部１３は、ラベル発行機構９が発行したラベルに関する情報を店舗サーバ１０２及び複数のレジ端末１０３のそれぞれに送信する。ラベルに関する情報としては、ラベルに記載された商品の価格の他、ラベルを発行した時間等が挙げられる。

（２−１０）ＨＤＤ
ＨＤＤ２０には、容器情報テーブル２１その他の各種情報が格納されている。容器情報テーブル２１においては、容器の種類と容器の質量値とが対応付けられている。

（２−１１）制御部
制御部３０は、ＣＰＵ、ＲＡＭ及びＲＯＭによって構成されたマイクロコンピュータであって、計量装置１を構成する各部と接続されている。ＲＯＭには、計量装置１を制御するための制御プログラムが格納されている。ＣＰＵは、ＲＯＭに格納された制御プログラムに基づいて、計量装置１を制御する。ＲＡＭは、ＣＰＵがＲＯＭに格納された制御プログラムを実行する際のワークメモリとして機能する。

制御部３０は、安定判定部３１と、容器特定部３２、質量値算出部（算出部）３３及びラベル情報生成部３４として機能する。

（２−１１−１）安定判定部
安定判定部３１は、計量機構５における被計量物の計量の状態が安定しているか否かを判定する。具体的には、安定判定部３１は、計量機構５から送信された質量値が示す波形の所定時間内の変動幅が所定の幅よりも小さくなった場合に、被計量物の計量の状態が安定していると判定する。安定判定部３１は、被計量物の計量状態が安定していると判定した場合には、質量値算出部３３に質量値を出力する。また、安定判定部３１は、被計量物の計量状態が安定していると判定した場合には、カメラ７に安定信号を送信する。

（２−１１−２）容器特定部
容器特定部３２は、カメラ７から送信された撮像領域の画像に基づいて、容器の種類を特定する。容器特定部３２は、画像において計量皿３以外の対象物を抽出し、２以上の対象物が抽出された場合には、その対象物の中から容器を特定し、その容器の種類を特定する。容器特定部３２は、特定した容器の種類に係る情報を質量値算出部３３に出力する。

（２−１１−３）質量値算出部
質量値算出部３３は、容器特定部３２によって特定された種類の容器の質量値を容器情報テーブル２１から取得し、安定判定部３１から出力された被計量物の質量値から容器の質量値を減じて、商品の質量値を算出する。

（２−１１−４）ラベル情報生成部
ラベル情報生成部３４は、ラベル発行機構９によって発行されるラベルに表示すべき情報を生成する。当該情報としては、商品の消費期限、商品の単価、質量値算出部３３によって算出された商品の質量値、商品の質量値に基づく商品の価格等が挙げられる。

（３）容器特定時における容器特定部の処理手順
容器特定時における容器特定部３２の処理手順について、図４及び図５を参照しながら説明する。以下の説明では、容器Ｃに商品Ｇが入れられた被計量物が、計量皿３に載置されているものとする。

図４に示されるように、容器特定部３２は、処理を開始させると、カメラ７から送信された画像Ｉにおいて、計量皿３の一端部から他端部に向かって所定の方向（図４における上下方向）に沿って所定の間隔でラインＬを走査する（ステップＳ０１）。ラインＬの走査方向は、図４における左右方向であってもよい。容器特定部３２は、走査中に計量皿３以外の対象物の縁部を検知した場合には、その位置を検知点Ｐとして記憶する（ステップＳ０２）。具体的には、容器特定部３２は、ラインＬの走査方向において最初に検知した対象物の縁部の位置を検知点Ｐとして記憶する。図に示す例では、画像Ｉに客の手Ｈが写り込んでおり、容器特定部３２は、容器Ｃと手Ｈとを対象物として検知し、検知点Ｐを記憶する。

容器特定部３２は、ラインＬによる走査を終了すると、検知点Ｐが連続する領域を抽出する（ステップＳ０３）。具体的には、容器特定部３２は、複数の検知点Ｐの間に計量皿３の一端部から他端部に突き抜けるラインＬがある場合には、そのラインＬを境界として領域を区画する。図４に示す例では、容器特定部３２は、領域Ａ１と、領域Ａ２と、を抽出する。ここで、画像Ｉにおいては、容器Ｃに客の手Ｈが近接しており、容器Ｃと手Ｈとの間に計量皿３の一端部から他端部に突き抜けるラインＬが存在しない場合があり得る。この場合、容器特定部３２は、検知点Ｐが位置する各対象物の縁部を抽出し、その縁部を繋ぐ仮想線を作成する。この場合、容器では、仮想線が閉曲線となる。一方、手Ｈにおいては、画像Ｉにおいて手Ｈが途中で途切れているため、縁部を繋ぐ仮想線が閉曲線とならない（仮想線が断線している）。この場合、容器特定部３２は、画像Ｉにおいて、閉曲線となる対象物の領域と、閉曲線とならない対象物の領域とが存在すると判断し、２つの領域を抽出する。

容器特定部３２は、画像Ｉにおいて抽出した領域が２以上あるか否かを判定する（ステップＳ０４）。容器特定部３２は、画像Ｉにおいて２以上の領域を抽出した場合には、ステップＳ０５に進む。一方、容器特定部３２は、画像Ｉにおいて２以上の領域を抽出しなかった場合には、ステップＳ０６に進む。

ステップＳ０５では、容器特定部３２は、２つ以上の領域が抽出された場合、すなわち計量皿３上に２以上の対象物が存在している場合には、その領域の中から容器Ｃが含まれる領域を特定する。具体的には、容器特定部３２は、例えば、検知点Ｐの多い方（計量皿３の一端部から他端部に突き抜けるラインＬの間隔が大きい方）を容器Ｃが含まれる領域であると判断する。容器特定部３２は、容器Ｃが含まれる領域Ａ１を特定すると、その領域Ａ１に位置する容器Ｃの種類を特定（認識）する（ステップＳ０６）。以上の処理により、容器Ｃの種類が特定される。容器Ｃの種類は、例えば、パターンマッチング、容器Ｃの寸法、容器Ｃの色、容器Ｃに設けられた識別子等から特定し得る。

（４）特徴及び作用・効果
以上説明したように、計量装置１は、画像Ｉにおいて２以上の対象物が抽出された場合に、対象物の中から容器Ｃを特定する容器特定部３２を備えている。これにより、計量装置１では、例えば、図４に示されるように、画像Ｉに客の手Ｈが写り込み、画像Ｉにおいて容器Ｃと手Ｈとの２つの対象物が存在している場合であっても、容器Ｃを迅速に特定することができる。これにより、計量装置１では、容器特定の処理時間の短縮が図られ、その結果、被計量物の質量値を算出する処理速度の向上を図ることができる。

また、計量装置１では、計量機構５から出力された質量値に基づいて被計量物の計量の状態が安定しているか否か判定する安定判定部３１を備えている。カメラ７は、安定判定部３１において被計量物の計量の状態が安定していると判定された場合に、画像を撮っている。例えば客の手が容器や計量皿３に接触している状態では、被計量物の質量が変動するため、正確な計量を行うことができない。計量装置１では、安定判定部３１において被計量物の計量の状態が安定していると判定された場合に画像を撮るため、客の手が容器や計量皿３に接触しているような状態での撮像を予め回避することができる。そのため、商品の質量値の算出を迅速に且つ正確に行うことができる。

また、計量装置１では、容器特定部３２は、画像を所定の方向に沿ってライン走査して計量皿３以外の対象物の縁部を検知した位置を検知点として取得し、検知点が連続する領域を抽出して、その抽出した領域に基づいて容器を特定してもよい。これにより、容器をより適切に特定することができる。

（５）変形例
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、容器特定部３２は、対象物が２以上抽出された場合に、容器Ｃの特定を、パターンマッチングにより行ってもよい。

ここで、計量装置１が強い照明下に設定されている場合、計量皿３では、載置部３ａと周縁部３ｂとの内側の境界部分において光の乱反射等が発生して、境界部分が強く光ることがある。この場合、カメラ７により撮られた画像にその光が写り、光の部分を含んで容器として認識するおそれがある。この問題について、画像全体を暗くすることにより、境界部分の光の反射を抑制することが可能であるが、容器Ｃが透明の場合、容器Ｃの縁部を認識し難くなるといった別の問題が生じ得る。そこで、計量装置１では、以下の処理により、容器を特定してもよい。容器の特定における容器特定部３２の処理手順について、図６〜図８を参照しながら説明する。

図６に示されるように、容器特定部３２は、処理を開始させると、カメラ７から送信された画像Ｉ（図７）にエッジ処理を行う（ステップＳ１１）。次に、容器特定部３２は、図８に示されるように、エッジ処理を行った画像ＩＥにおいて、エッジＥを抽出する（ステップＳ１２）。続いて、容器特定部３２は、計量皿３における載置部３ａと周縁部３ｂとの境界部分において、エッジＥが抽出されたか否かを判定する（ステップＳ１３）。具体的には、容器特定部３２は、予め容器が無い状態で撮られた画像と画像ＩＥとを比較して境界部分を特定し、その境界部分にエッジＥがあるか否かを判定する。比較画像は、例えば、人感センサ８により人の存在が検知されないときにカメラ７により撮られる。

容器特定部３２は、境界部分にエッジＥがあると判定した場合には、ステップＳ１４に進む。一方、容器特定部３２は、境界部分にエッジＥがあると判定しなかった場合には、ステップＳ１６に進む。

ステップＳ１４では、容器特定部３２は、境界部分のエッジＥの太さを測定する。そして、容器特定部３２は、境界部分のエッジＥの太さが所定の閾値以下であるか否かを判定する（ステップＳ１５）。境界部分のエッジＥは、容器Ｃや商品ＧのエッジＥに比べて太さが細く表れるいという特徴がある。そのため、エッジＥの太さを測定することにより、容器ＣのエッジＥと境界部分のエッジＥとを区別することができる。容器特定部３２は、境界部分のエッジＥの太さが所定の閾値以下であると判定した場合には、境界部分のエッジＥを除外する（ステップＳ１６）。一方、容器特定部３２は、境界部分のエッジＥの太さが所定の閾値以下であると判定しなかった場合には、ステップＳ１７に進む。なお、エッジの判定を行うための閾値は、容器の種類等に応じて適宜設定されればよい。

ステップＳ１７では、容器特定部３２は、容器特定処理を行う。容器特定処理は、図４に示す処理と同様の処理である。以上により、容器特定部３２では、容器Ｃの種類を特定する。このように、計量装置１では、計量皿３において載置部３ａと周縁部３ｂとの境界部分の反射光が画像Ｉにおいて表れた場合であっても、その反射光を除外することができるため、反射光を対象物として誤認識することを防止できる。したがって、計量装置１では、断面凹状を呈する計量皿３であっても、商品の質量値を正確に求めることができる。

１…計量装置、３…計量皿、５…計量機構（計量部）、７…カメラ（撮像部）、３１…安定判定部、３２…容器特定部、３３…質量値算出部（算出部）、Ｃ…容器、Ｅ…エッジ、Ｇ…商品、Ｐ…検知点。

Claims (6)

1. 客が計量を行う計量装置であって、
   容器及び商品を含む被計量物が載置される計量皿と、
   前記計量皿に載置された前記被計量物を計量する計量部と、
   前記計量皿を含む撮像領域の画像を撮る撮像部と、
   前記撮像部により撮られた前記画像において前記計量皿以外の対象物を抽出し、２以上の前記対象物が抽出された場合に、当該対象物の中から前記容器を特定する容器特定部と、
   前記容器特定部により特定された前記容器に基づいて、前記商品の質量値を算出する算出部と、を備える、計量装置。
2. 前記撮像部は、前記計量部から出力された計量信号に基づいて前記画像を撮る、請求項１記載の計量装置。
3. 前記計量部から出力された前記計量信号に基づいて前記被計量物の計量の状態が安定しているか否か判定する安定判定部を備え、
   前記撮像部は、前記安定判定部において前記被計量物の計量の状態が安定していると判定された場合に、前記画像を撮る、請求項２記載の計量装置。
4. 前記容器特定部は、前記画像を所定の方向に沿って走査して前記計量皿以外の前記対象物の縁部を検知した位置を検知点として取得し、当該検知点が連続する領域を抽出して、その抽出された前記領域に基づいて前記容器を特定する、請求項１〜３のいずれか一項記載の計量装置。
5. 前記容器特定部は、前記画像においてエッジを抽出し、抽出された前記エッジに基づいて前記容器を特定する、請求項１〜３のいずれか一項記載の計量装置。
6. 前記容器特定部は、パターンマッチングによって前記容器を特定する、請求項１〜３のいずれか一項記載の計量装置。
   

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