JP2020197435A - Cutting auxiliary device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、切断補助装置に関する。 The present invention relates to a cutting assist device.
量り売り等の状況においては、所望の重量で物体を切断することが必要となる。所望の重量での物体の切断は、切断者の裁量で実行されることが多くトレーニングを行うことが必要となる。しかしながら、このようなトレーニングは、非常に長い時間及び大きな労力が必要となり、高コストとなる。トレーニーの適性によっては、このコストの負担がさらに大きくなる可能性がある。また、熟練者であっても、作業場の状況、又は、本人の状態によって、所望の重量に切断することが困難なこともある。 In situations such as selling by weight, it is necessary to cut the object with a desired weight. Cutting an object to the desired weight is often performed at the discretion of the amputee and requires training. However, such training requires a very long time and a great deal of labor, and is expensive. Depending on the trainee's suitability, this cost burden can be even greater. Further, even a skilled person may have difficulty in cutting to a desired weight depending on the conditions of the workplace or the condition of the person himself / herself.
そこで、本発明は、所望の重量を持つように被切断物を切断する位置を提示する、切断補助装置を提供する。 Therefore, the present invention provides a cutting assist device that presents a position for cutting an object to be cut so as to have a desired weight.
実施形態によれば、切断補助装置は、被切断物の側方に設置され、前記被切断物の側面を検査する、外観検査部と、前記被切断物に対して光を投影する、投影部と、前記外観検査部及び前記投影部に接続された、制御部と、を備え、前記制御部は、検査した前記被切断物の側面の状態に基づいて、前記被切断物から切断した切断物が所望の重量を持つように前記被切断物を切断する切断位置を取得し、前記被切断物のうち取得した切断位置に前記光を投影するように前記投影部を制御する。 According to the embodiment, the cutting assist device is installed on the side of the object to be cut, and has an appearance inspection unit that inspects the side surface of the object to be cut and a projection unit that projects light onto the object to be cut. And a control unit connected to the visual inspection unit and the projection unit, and the control unit is a cut object cut from the object to be cut based on the state of the side surface of the object to be inspected. Acquires a cutting position for cutting the object to be cut so as to have a desired weight, and controls the projection unit so as to project the light onto the acquired cutting position of the object to be cut.
前記外観検査部は、前記被切断物の側面までの距離及び前記被切断物の側面の面積を取得してもよく、前記制御部は、前記被切断物の側面の面積及び前記被切断物の密度に基づいて、前記被切断物から切断した切断物が前記所望の重量を持つように前記被切断物を切断する厚さを算出し、前記被切断物の側面までの距離及び前記被切断物を切断する厚さに基づいて、前記被切断物を切断する切断位置を取得してもよい。 The visual inspection unit may acquire the distance to the side surface of the object to be cut and the area of the side surface of the object to be cut, and the control unit may obtain the area of the side surface of the object to be cut and the area of the side surface of the object to be cut. Based on the density, the thickness for cutting the object to be cut is calculated so that the object cut from the object to be cut has the desired weight, and the distance to the side surface of the object to be cut and the object to be cut are calculated. The cutting position for cutting the object to be cut may be obtained based on the thickness at which the object is cut.
前記外観検査部は、さらに、前記被切断物の側面の色に関する情報を取得してもよく、前記制御部は、前記被切断物の側面の色に関する情報に基づいて、前記密度を決定し、決定された前記密度に基づいて前記所望の重量を持つように前記被切断物を切断する厚さを算出してもよい。ここでいう「色に関する情報」とは、例えば、赤 (R)、青(B)、及び、緑(G)のそれぞれの色成分を256階調の階調値として有する情報である。 The visual inspection unit may further acquire information on the color of the side surface of the object to be cut, and the control unit determines the density based on the information on the color of the side surface of the object to be cut. The thickness for cutting the object to be cut may be calculated based on the determined density so as to have the desired weight. The "color information" referred to here is information having, for example, each color component of red (R), blue (B), and green (G) as a gradation value of 256 gradations.
前記制御部は、前記被切断物の側面の色に基づいて前記被切断物の側面を1又は複数の領域に分割し、分割した領域ごとに定まる密度に基づいて、前記所望の重量を持つように前記被切断物を切断する厚さを算出してもよい。 The control unit divides the side surface of the object to be cut into one or a plurality of regions based on the color of the side surface of the object to be cut, and has the desired weight based on the density determined for each divided region. The thickness for cutting the object to be cut may be calculated.
前記制御部は、前記投影部を制御して、前記投影部から前記被切断物の上面の切断位置に前記光を投影してもよい。 The control unit may control the projection unit to project the light from the projection unit to a cutting position on the upper surface of the object to be cut.
前記外観検査部は、距離測定が可能なカメラ、カメラと距離センサの組み合わせ、レーザー測定器、又は、ステレオカメラであってもよい。 The visual inspection unit may be a camera capable of measuring a distance, a combination of a camera and a distance sensor, a laser measuring device, or a stereo camera.
前記制御部に接続され、前記所望の重量を入力する、入力部、をさらに備えてもよい。 An input unit, which is connected to the control unit and inputs the desired weight, may be further provided.
本発明によれば、切断する位置を提示することにより、作業者によらず所望の重量を持つように被切断物を切断することができる。 According to the present invention, by presenting the cutting position, the object to be cut can be cut so as to have a desired weight regardless of the operator.
以下、図面を参照して実施形態について説明する。図面において同じ符号が付された要素等は、同じものを表し、説明を省略することがある。図中の各要素の大きさ、比率等は、説明のためのものであり、本発明がこれらの大きさ、比率等に限定されるものではない。 Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings. Elements and the like with the same reference numerals in the drawings represent the same elements, and the description may be omitted. The sizes, ratios, etc. of each element in the figure are for illustration purposes only, and the present invention is not limited to these sizes, ratios, etc.
図1は、本実施形態に係る切断補助装置1の機能を示すブロック図である。切断補助装置1は、入力部10と、検査部12と、制御部14と、投影部16と、を備える。切断補助装置1は、物体(以下、被切断物と記載する)の切断を補助する装置であり、例えば、ステーキ等の食品をあらかじめ設定された密度に基づいて所望の重量を有するように切断する位置を提示する。
FIG. 1 is a block diagram showing a function of the
入力部10は、制御部14と接続され、所望の重量を入力するデバイスである。所望の重量は、入力部10に備えられるテンキーにより入力されてもよい。別の例として、100g、200g等の選択肢が準備されており、入力部10を介して選択できるようにしてもよい。また、所望の重量は、あらかじめ制御部14に設定されていてもよく、この場合、入力部10は、切断補助装置1に必須の構成ではない。入力部10は、操作者(切断者やお客様)が所望の重量を入力できる態様であれば、メカニカルな構造を有するテンキー又はボタンを備えていてもよいし、タッチパネル式の液晶を備えていてもよい。また、接触型ではなく、音声、ジェスチャー、目の動き等により所望の重量を入力できるものであってもよい。
The
検査部12(外観検査部)は、制御部14と接続され、被切断物の側面の外観を検査するデバイスである。検査部12は、被切断物の側面の断面積に関する情報及び基準点から断面までの距離の情報を制御部14に送信する。ここで、被切断物の側面とは、例えば、被切断物を切断する面とほぼ平行な面を含む面であるものとする。例えば、被切断物の切断面を側面としてもよい。言い換えると、側面に沿って被切断物を切断してもよい。検査部12は、例えば、距離測定が可能なカメラ、カメラと距離センサの組み合わせ、レーザー測定器又はステレオカメラ等、断面の状況を撮像し、かつ、断面までの距離測定が可能な素子を備える。検査部12において、撮影した画像から断面積を取得して制御部14に送信してもよいし、撮影した画像そのものを制御部14に送信し、制御部14において断面積を取得してもよい。基準点は、距離測定の素子が存在する点としてもよいし、その他の被切断物との距離が明確に測定できるような点を基準点としてもよい。例えば、検査部12から被切断物までの距離を測定する。
The inspection unit 12 (appearance inspection unit) is a device connected to the
制御部14は、入力部10及び検査部12からのデータを受信して、被切断物を切断する切断位置を取得し、投影部16を制御して被切断物の切断位置に光を投影させる。例えば、制御部14は、検査部12から受信した画像及び検査部12から被切断物の側断面までの距離に基づいて、被切断物の断面積を算出する。続いて、断面積及びあらかじめ制御部14に設定されている被切断物の密度に基づいて、被切断物を断面からどの厚さで切断すると、入力部10から入力された所望の重量になるかを算出する。算出された結果、及び、被切断物の断面と検査部12との距離情報に基づいて、投影部16が光を投影する切断位置を算出する。そして、被切断物に対して切断位置に光を投射するように制御する信号を投影部16へと送信する。
The
投影部16は、制御部14からの制御信号に基づいて、被切断物における切断位置に光を投影する。投影部16は、例えば、レーザーライナー又はプロジェクタを備える。レーザーライナーである場合には、光を照射する角度を調節する角度調節機構、又は、光を照射する位置を移動可能な被切断物の切断面とほぼ直角に位置する直進ステージを備えていてもよい。この場合、制御部14により、レーザーライナーの角度、又は、被切断物に対する位置を制御されることにより、投影部16は、切断位置に光を投影する。
The
図2は、上記の構成について、より具体的な実装例を示す概念図である。被切断物Tは、載置台20の上に、その側面の断面が検査部12により撮影できる状態で載置される。より望ましくは、側面の断面が平面であるとして、検査部12が撮影する面とその断面とが平行になるように載置される。一例として、入力部10としてテンキーを、検査部12として深度センサ及びRGBセンサを備えたカメラを、制御部14としてコンピュータを、投影部16としてプロジェクタを備える。
FIG. 2 is a conceptual diagram showing a more specific implementation example of the above configuration. The object T to be cut is placed on the mounting table 20 in a state where the cross section of the side surface thereof can be photographed by the
被切断物Tの断面の状態を撮影し、検査部12から断面までの距離dを検知した検査部12は、取得した情報を制御部14へと送信する。入力部10からは、所望の重量が入力される。例えば、所望の重量として200gが入力され、検査部12又は制御部14が取得した断面の面積が150cm2、密度が1g/cm3である場合、200[g]/150[cm2]/1[g/cm3]=2[cm]が切断する厚さtとして算出される。
The
制御部14は、被切断物Tの断面から厚さtだけずらした切断位置に光を投影するように、投影部16を制御する。例えば、制御部14は、検査部12から断面までの距離dと、厚さtに基づいて、検査部12からの距離がd+tとなる切断位置を指定して、投影部16に投影させる画像を自動的に生成して切断位置に光を照射する。
The
図3は、載置台20上の被切断物Tにおいて、切断位置を直線で投影する様子を示す図である。この図に示すように、被切断物Tの切断面から厚さtの位置に光を直線Lとして投影することにより、切断位置を切断者に明確に提示する。また、切断位置とともに、断面の位置にも光を投影して、断面位置を切断者に提示してもよい。このように断面位置を提示することにより、切断者が被切断物Tの位置を調整し、より正確な切断位置を取得することもできる。 FIG. 3 is a diagram showing a state in which the cutting position is projected in a straight line on the object T to be cut on the mounting table 20. As shown in this figure, the cutting position is clearly presented to the cutting person by projecting light as a straight line L from the cutting surface of the object T to be cut to a position having a thickness t. Further, light may be projected not only at the cutting position but also at the position of the cross section to present the cross-sectional position to the cutting person. By presenting the cross-sectional position in this way, the cutting person can adjust the position of the object to be cut T and obtain a more accurate cutting position.
例えば、検査部12及び投影部16の位置を固定しておくことにより、制御部14は、距離dと厚さtから投影部16であるプロジェクタからどの位置に光を投影すればよいかを計算することができる。投影部16がレーザーライナーである場合には、例えば、被切断物Tと検査部12とを接続する直線と平行に、検査部12を基準としてd+tの位置になるように投影部16を異動させて光を投影することにより、切断位置を提示することができる。レーザーライナーの角度を制御する場合でも、検査部12及び投影部16の位置、及び、距離d、厚さtから切断位置に光が投影されるように角度を算出して切断位置を提示する。
For example, by fixing the positions of the
以上のように、本実施形態によれば、被切断物の上面において所望の重量となるように切断する切断位置に光を投影することが可能となる。切断者は、投影された光の位置で被切断物を切断することにより、所望の重量を有する切断物を取得することが可能となる。 As described above, according to the present embodiment, it is possible to project light on the upper surface of the object to be cut at a cutting position to be cut so as to have a desired weight. The cutter can obtain a cut piece having a desired weight by cutting the cut piece at the position of the projected light.
図4は、投影部16からの投影について、他の例を示す図である。前述の実施形態と同様に、断面からの位置が厚さtになるように切断位置を示した後、切断したことを確認後、連続して所望の重量となるように次の厚さt’を算出して、切断位置に重なるように矢印で示すように光を投影する位置を変更し、切断位置としてL’を投影してもよい。この場合、断面積がそれほど変わらないと仮定してもよく、例えば、200gの重量となるように、連続して投影位置を提示することが可能となる。
FIG. 4 is a diagram showing another example of projection from the
また、重量が一定出なくともよく、入力部10から、200g、250g、・・・、等と連続して所望の重量を入力できるようにしてもよい。この場合、制御部14は、連続して所望の重量となるように次々と厚さtを算出し、投影部16に投影させてもよい。また別の例としては、次々に投影するのではなく、図4におけるLとL’とを同じタイミングで投影しておいてもよい。
Further, the weight does not have to be constant, and a desired weight may be continuously input from the
図5は、別の態様である。切断者が、基準線Bと断面が重なるように、被切断物Tを切断する度に移動させてもよい。図3と図5の実装は、本質的な違いはほとんど無く、制御部14内における切断位置の算出についての設計的な変更で実行することができる。
FIG. 5 is another aspect. The cutting person may move the object to be cut T each time the object to be cut T is cut so that the cross section overlaps with the reference line B. The implementation of FIGS. 3 and 5 has almost no essential difference and can be executed by designing a change in the calculation of the cutting position in the
図6は、さらに別の態様である。この図に示すように、光を直線状に被切断物に投影させて切断位置を提示するのではなく、現時点での切断面から厚さtとなる帯状の光を投影してもよい。 FIG. 6 is yet another aspect. As shown in this figure, instead of projecting the light linearly onto the object to be cut to present the cutting position, a band-shaped light having a thickness t may be projected from the current cut surface.
図2から図6においては、投影部16から被切断物Tに対して側方から被切断物Tの切断面と平行に光を投影するため、被切断物Tの高さを考慮することなく、光を被切断物Tの切断位置に正確に投影することができる。他方、例えば、投影部16からの光が被切断物Tの情報から被切断物Tの切断面に対して傾斜して投影されることがある。このような切断面に対して、傾斜して光が投影されると、実際に切断位置として指定されている箇所と、被切断物T上に投影される光の位置とがずれる場合がある。
In FIGS. 2 to 6, since the
これに対応すべく、制御部14は、厚さtを算出した後に被切断物Tの高さに基づいて、投影部16から投影される光の位置を制御してもよい。検査部12から受信した断面の画像に基づいて断面における被切断物Tの高さを算出し、この高さを用いて、被切断物Tの上面における切断位置を示すように光を投影させる。当該高さ、プロジェクタの投射素子の中心の位置、当該位置に対する載置台20の位置及び被切断物Tの断面の位置に基づいて、光を投射する位置を算出することができる。例えば、載置台20からの高さがこの高さである平面において被切断物Tの断面からの距離がtとなるように光を投影する。
In response to this, the
前述の実施形態においては、密度は一定であるものとしたがこれには限られない。例えば、被切断物Tが食肉である場合には、図7から図9に示すように、その種類により赤身と脂肪の比率が異なる。一般的に赤身と脂肪では密度が異なるので、上記のように単純に計算することができない。そこで、検査部12により赤身と脂身が分かる程度に画像を取得し、制御部14により、赤身と脂身とのそれぞれの面積に基づいて厚さtを算出してもよい。
In the above-described embodiment, the density is assumed to be constant, but the density is not limited to this. For example, when the material to be cut T is meat, the ratio of lean meat to fat differs depending on the type, as shown in FIGS. 7 to 9. In general, lean meat and fat have different densities, so it cannot be calculated simply as described above. Therefore, the
制御部14は、検査部12が取得した画像において赤身の領域と脂身の領域の面積をそれぞれ算出する。面積の算出は、前述の実施形態と同様である。赤身と脂身は、例えば、画像におけるRGBの比率により分別されてもよい。また、赤身と脂身の密度は、それぞれあらかじめ制御部14に設定されているものとする。このように、被切断物Tの側面の色により被切断物Tの側面を1又は複数の領域に分割し、分割した領域ごとに定まる密度に基づいて、所望の重量を持つように被切断物を切断する厚さを算出してもよい。
The
例えば、所望の重量が300gである場合を考える。図7においては、赤身の面積が140cm2、脂身の面積が40cm2であったとする。赤身と脂身の密度をそれぞれ、1.1g/cm3、0.9g/cm3とすると、求める厚さtは、300[g]/(140[cm2]×1.1[g/cm3]+40[cm2]×0.9[g/cm3])=1.58[cm]と求めることができる。 For example, consider the case where the desired weight is 300 g. In FIG. 7, it is assumed that the area of lean meat is 140 cm 2 and the area of fat meat is 40 cm 2 . Each density of lean and fat, 1.1g / cm 3, when the 0.9 g / cm 3, the thickness t of finding is, 300 [g] / (140 [cm 2] × 1.1 [g / cm 3 ] +40 [cm 2 ] × 0.9 [g / cm 3 ]) = 1.58 [cm].
図8においては、例えば、赤身の面積が140cm2、脂身の面積が60cm2であったとする。この場合、求める厚さtは、300[g]/(140[cm2]×1.1[g/cm3]+60[cm2]×0.9[g/cm3])=1.45[cm]と求めることができる。 In FIG. 8, for example, it is assumed that the area of lean meat is 140 cm 2 and the area of fat meat is 60 cm 2 . In this case, the required thickness t is 300 [g] / (140 [cm 2 ] × 1.1 [g / cm 3 ] + 60 [cm 2 ] × 0.9 [g / cm 3 ]) = 1.45. It can be calculated as [cm].
図9においては、例えば、赤身の面積が130cm2であったとする。この場合、求める厚さtは、300[g]/(130[cm2]×1.1[g/cm3])=2.10[cm]と求めることができる。 In FIG. 9, for example, it is assumed that the area of lean meat is 130 cm 2 . In this case, the desired thickness t can be determined as 300 [g] / (130 [cm 2 ] × 1.1 [g / cm 3 ]) = 2.10 [cm].
このように、赤身と脂身との密度に基づいて、肉の種類によらず所望の重量を持つように被切断物Tを切断する位置を提示することが可能となる。また、上記では密度は全て同じものとしたがこれには限られず、例えば、色により密度を別途設定しておいてもよい。この場合、肉の種類により、より細かい密度を設定することが可能となる。また、2種類の密度により重量を算出したが、2種類には限られず、さらに多くの領域の種類を設定し、各領域の密度を設定しておいてもよい。 In this way, based on the density of lean meat and fat meat, it is possible to present a position for cutting the object to be cut T so as to have a desired weight regardless of the type of meat. Further, in the above, the densities are all the same, but the density is not limited to this, and for example, the densities may be set separately depending on the color. In this case, it is possible to set a finer density depending on the type of meat. Further, although the weight is calculated from the two types of densities, the weight is not limited to the two types, and more types of regions may be set and the density of each region may be set.
なお、入力部10、検査部12、制御部14及び投影部16は、別々のデバイスであるとしたが、これには限られず、同じデバイスがこれらの少なくとも2つの機能を備えていてもよい。例えば、カメラ付きの簡易コンピュータ等を用いて、検査部12と制御部14を兼用させてもよい。
The
また、本実施形態に係る全ての機能又は一部の機能は、プログラムにより実装されてもよい。この場合、全て又は一部の機能は、ソフトウェアによる情報処理がハードウェア資源を用いて具体的に実現される。これらの機能は、CPU(Central Processing Unit)で実現されるほか、アナログ回路又はデジタル回路、例えば、FPGA(Field Programmable Gate Array)、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)等により実現されてもよい。また、必要に応じて、メモリを備えていてもよい。 Further, all the functions or some functions according to the present embodiment may be implemented by a program. In this case, all or some of the functions are specifically realized by software information processing using hardware resources. In addition to being realized by a CPU (Central Processing Unit), these functions may be realized by an analog circuit or a digital circuit, for example, an FPGA (Field Programmable Gate Array), an ASIC (Application Specific Integrated Circuit), or the like. In addition, a memory may be provided if necessary.
本発明の態様は、上述した個々の実施形態に限定されるものではなく、当業者が想到しうる種々の変形も含むものであり、本発明の効果も上述した内容に限定されない。すなわち、特許請求の範囲に規定された内容およびその均等物から導き出される本発明の概念的な思想と趣旨を逸脱しない範囲で種々の追加、変更および部分的削除が可能である。 Aspects of the present invention are not limited to the individual embodiments described above, but also include various modifications that can be conceived by those skilled in the art, and the effects of the present invention are not limited to the contents described above. That is, various additions, changes and partial deletions are possible without departing from the conceptual idea and purpose of the present invention derived from the contents defined in the claims and their equivalents.
1:切断補助装置、
10:入力部、12:検査部、14:制御部、16:投影部、
20:載置台
1: Cutting assist device,
10: Input unit, 12: Inspection unit, 14: Control unit, 16: Projection unit,
20: Mounting stand
Claims (7)
前記被切断物に対して光を投影する、投影部と、
前記外観検査部及び前記投影部に接続された、制御部と、
を備え、
前記制御部は、検査した前記被切断物の側面の状態に基づいて、前記被切断物から切断した切断物が所望の重量を持つように前記被切断物を切断する切断位置を取得し、前記被切断物のうち取得した切断位置に前記光を投影するように前記投影部を制御する、
切断補助装置。 A visual inspection unit that is installed on the side of the object to be cut and inspects the side surface of the object to be cut.
A projection unit that projects light onto the object to be cut,
A control unit connected to the visual inspection unit and the projection unit,
With
Based on the state of the side surface of the object to be inspected, the control unit acquires a cutting position for cutting the object to be cut so that the object cut from the object has a desired weight. The projection unit is controlled so as to project the light onto the acquired cutting position of the object to be cut.
Cutting assist device.
前記制御部は、前記被切断物の側面の面積及び前記被切断物の密度に基づいて、前記被切断物から切断した切断物が前記所望の重量を持つように前記被切断物を切断する厚さを算出し、前記被切断物の側面までの距離及び前記被切断物を切断する厚さに基づいて、前記被切断物を切断する切断位置を取得する、
請求項1に記載の切断補助装置。 The visual inspection unit acquires the distance to the side surface of the object to be cut and the area of the side surface of the object to be cut.
The control unit cuts the object to be cut so that the object cut from the object has the desired weight based on the area of the side surface of the object to be cut and the density of the object to be cut. To obtain the cutting position for cutting the object to be cut, based on the distance to the side surface of the object to be cut and the thickness for cutting the object to be cut.
The cutting assist device according to claim 1.
前記制御部は、前記被切断物の側面の色に関する情報に基づいて、前記密度を決定し、決定された前記密度に基づいて前記所望の重量を持つように前記被切断物を切断する厚さを算出する、
請求項2に記載の切断補助装置。 The visual inspection unit further acquires information regarding the color of the side surface of the object to be cut.
The control unit determines the density based on information about the color of the side surface of the object to be cut, and the thickness for cutting the object to be cut so as to have the desired weight based on the determined density. To calculate,
The cutting assist device according to claim 2.
請求項3に記載の切断補助装置。 The control unit divides the side surface of the object to be cut into one or a plurality of regions based on the color of the side surface of the object to be cut, and has the desired weight based on the density determined for each divided region. Calculate the thickness to cut the object to be cut.
The cutting assist device according to claim 3.
請求項1から請求項4のいずれかに記載の切断補助装置。 The control unit controls the projection unit to project the light from the projection unit onto the cutting position on the upper surface of the object to be cut.
The cutting assist device according to any one of claims 1 to 4.
請求項1から請求項5のいずれかに記載の切断補助装置。 The visual inspection unit is a camera capable of measuring a distance, a combination of a camera and a distance sensor, a laser measuring device, or a stereo camera.
The cutting assist device according to any one of claims 1 to 5.
をさらに備える、請求項1から請求項6のいずれかに記載の切断補助装置。 An input unit, which is connected to the control unit and inputs the desired weight.
The cutting assist device according to any one of claims 1 to 6, further comprising.
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