JP2021096864A - コンテナ番号認識システム - Google Patents

Abstract

【課題】コンテナ荷役の場において、設置カメラの台数を増やす事無くコンテナ番号の認識率を高めることのできるコンテナ番号認識システムを提供する。【解決手段】ガントリークレーン２０の架構を構成するポータルタイビーム２２に配置され、架構内でコンテナ荷役を成すコンテナ搬送車両３０に搭載されたコンテナ５０の扉部を撮像する撮像手段１２と、撮像手段１２により撮像された画像データを取得し、取得した画像データの縦横比のうち、縦側の比率を増加させることで補正画像データを作成し、前記補正画像データに含まれる文字情報を取得し、前記文字情報をコンテナ番号として管理する演算手段１４と、を有することを特徴とするコンテナ番号認識システム。【選択図】図１

Description

本発明は、コンテナ番号を画像認識するためのシステムに係り、特に、コンテナを荷揚げ、あるいは荷下ろしする際のコンテナ番号の把握に好適なコンテナ番号認識システムに関する。

コンテナの荷揚げの際、事前に船社から送られてきたリストに基づくコンテナ番号と一致しているかどうか、船側にて検査員が目視でコンテナ番号を確認してハンディ端末に入力することで照合が行われている。しかしながら、検査員による目視確認のため、見間違いや入力間違いといった人が介在することによるミスが発生する。

ゲート側では、特許文献１に開示されているようなコンテナ後部（扉部）のコンテナ番号をカメラで撮影して番号認識を行う技術が既に実用化されている。近年、コンテナの荷揚げ側でも、こうしたコンテナ番号の自動読み取り技術が適用されつつあり、ガントリークレーンにカメラを設置してコンテナ番号を読み取ることも試みられている。具体的には、ガントリークレーンを構成するシルビームにカメラを取り付け、このカメラを用いてコンテナ側面の番号を読み取るということが行われている。

なお、コンテナ番号はコンテナ天井部にも付されているが、コンテナ天井部は、コンテナ側面（後部を含む）に比べて風雨や荷役時の接触等によるダメージを受けやすく、文字列の一部が欠損している場合もあり、認識不良を生じ易いという事情があり、コンテナ番号を対象とした文字列の自動認識には、もっぱらコンテナ側面の文字列が選定されている。

特開２００２−３７４５３号公報

上記技術のように、文字列の自動認識技術を採用すれば、見間違いや入力間違いといった人的ミスを避けることが可能となる。しかし、コンテナ側面（後部を含まない）に付されるコンテナ番号は、縦書きとされていることが多い。現状、普及している文字認識システムは、横文字対応であるため、縦書きの文字列を認識する場合には文字領域の切り出しを１文字ずつ行う必要がある。

ところが、流通過程にあるコンテナには、汚れ等が付着していたり、必ずしも静止状態に無い場合があるなど、取得画像が文字領域の認識に適したものでない場合もあり、文字の切り出しを正確に行うことができず、認識率の低下を招くことがある。このため、トロリーやスプレッダにも別途カメラを設置してコンテナ天井部のコンテナ番号の画像も取得、認識することで、コンテナ側面から読み取られたコンテナ番号との整合性を確認したり、読み取り不良が生じた箇所の補完を行う必要があった。

そこで本発明では、コンテナ荷役の場において、設置カメラの台数を増やす事無くコンテナ番号の認識率を高めることのできるコンテナ番号認識システムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するための本発明に係るコンテナ番号認識システムは、ガントリークレーンの架構を構成するポータルタイビームに配置され、前記架構内でコンテナ荷役を成すコンテナ搬送車両に搭載されたコンテナの扉部と天井部を撮像する撮像手段と、前記撮像手段により撮像された画像データを取得し、取得した画像データの縦横比を変化させて縦横比変換画像データを作成して前記縦横比変換画像データに含まれる文字情報を取得し、前記文字情報をコンテナ番号として管理する演算手段と、を有し、前記演算手段は、前記ポータルタイビームから前記扉部におけるコンテナ番号記載部までの垂直距離Ｌ４を前記撮像手段における撮像素子の直下から前記コンテナ搬送車両の後端までの水平距離Ｌ２で除した値を補正比率として、前記画像データの縦横比を変化させる際に縦方向の倍率として乗算することで前記縦横比変換画像データを取得し、前記縦横比変換画像データから、前記扉部に付されたコンテナ番号と、前記天井部に付されたコンテナ番号との双方を取得することを特徴とする。コンテナ扉部にあるコンテナ番号は横書きがほとんどである。このため、コンテナ番号部分全体を文字列として切り出して認識させることで、コンテナ側面のコンテナ番号認識のようにコンテナ番号を構成する文字を１文字ずつ切り出すことによる認識率の低下を防ぐことが可能となる。

さらに、上記のような特徴を有するコンテナ番号認識システムにおいて前記演算手段は、前記扉部に付されたコンテナ番号と前記天井部に付されたコンテナ番号を比較し、コンテナ番号の照合と補完を行うようにすると良い。このような特徴を有することにより、１度の撮像により得られたコンテナの天井部とコンテナの扉部のコンテナ番号の照会、補完を行うことが可能となり、コンテナ番号の認識効率を向上させることができる。

上記のような特徴を有するコンテナ番号認識システムによれば、コンテナ荷役の場において、設置カメラの台数を増やす事無くコンテナ番号の認識率を高めることができる。

第１実施形態に係るコンテナ番号認識装置の配置を含めた構成を示す図である。 第１実施形態に係る撮像手段を配置するガントリークレーンの構成を示す図である。 第１実施形態における取得画像データと補正画像データの一例を示す図である。 第２実施形態における取得画像データと補正画像データの一例を示す図である。

以下、本発明のコンテナ番号認識システムに係る実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下に示す実施の形態は、本発明を実施する上で好適な形態の一部であり、その効果に影響の無い範囲において構成の一部に変更を加えたとしても、本発明の実施とみなすことができる。

［第１実施形態］
まず、図１から図３を参照して、第１実施形態に係るコンテナ番号認識装置について説明する。なお、図面において図１は、第１実施形態に係るコンテナ番号認識装置の配置を含めた構成を示す図であり、図２は、第１実施形態に係る撮像手段を配置するガントリークレーンの構成を示す図である。また、図３は、第１実施形態における取得画像データと補正画像データの一例を示す図である。本実施形態に係るコンテナ番号認識システム１０は、図示しない本船に対するコンテナ荷役時におけるコンテナ番号の自動認識を対象としたシステムである。その構成は、撮像手段１２と、演算手段１４を基本としている。

［撮像手段］
撮像手段１２は、本船に対する荷役を行うガントリークレーン２０に備えられる。具体的には、ガントリークレーン２０の架構を構成するポータルタイビーム２２に対し、斜め下側を撮像するように角度付けして配置されている。撮像手段１２をこのような配置形態とすることで、コンテナ５０を荷役するために架構内に停車したコンテナ搬送車両３０に搭載されたコンテナ５０の後部側面、すなわちコンテナの扉部を撮像することが可能となる。

ここで、ポータルタイビーム２２は、従来技術の項で述べたコンテナ番号認識カメラの配置位置である、コンテナターミナルにおけるゲート等に備えられる横梁や、ガントリークレーン２０におけるシルビーム２４に比べて高所に存在すると共に、荷役のために停車するコンテナ搬送車両３０との水平距離（距離Ｌ２）が短い。このため、撮像された画像に現れるコンテナ番号は、図３（Ａ）に示すように潰れた状態となり、文字列として認識することが困難な状態となる。

［演算手段］
本実施形態に係る演算手段１４は、撮像手段１２を介して取得した画像（取得画像データ）を補正すると共に、補正画像データ（縦横比変換画像データ）から文字情報を取得し、コンテナ番号として記録、管理を行う役割を担う。なお、演算手段１４の設置場所については、特に限定するものでは無い。

演算手段１４による取得画像データの補正は、次のように行えば良い。まず、事前情報として撮像手段１２を配置するポータルタイビーム２２と地面までの距離（より精度を上げる場合には、撮像手段１２における撮像素子から地面までの距離：距離Ｌ１）と、ポータルタイビーム２２直下からコンテナ搬送車両の後端までの水平距離（より精度を上げる場合には、撮像手段１２における撮像素子の直下からコンテナ搬送車両の後端までの水平距離：距離Ｌ２）、及び地面からコンテナ番号記載部Ａまでのおおよその距離（距離Ｌ３）を入力する。これらの情報に基づき、距離Ｌ１から距離Ｌ３を減算することで、ポータルタイビーム２２からコンテナ番号記載部Ａまでのおおよその距離（距離Ｌ４）を取得する。

次に、距離Ｌ４を距離Ｌ２で除算することで、ポータルタイビーム２２を起点としたコンテナ番号記載部Ａまでの垂直距離と水平距離の比率（補正比率）を求める。その後、撮像手段１２を介して取得した画像データ（取得画像データ）の縦横比の補正値として、縦方向の倍率に補正比率を乗算して補正画像データを取得する。一例として、図３（Ａ）に示す取得画像データに基づく補正画像データは、図３（Ｂ）に示すようなものとなる。

なお、撮像手段１２は上述したように、ポータルタイビーム２２に対して角度付けして配置されており、当該角度θは、ポータルタイビーム２２（撮像手段１２の取付位置）を起点とした垂線に対する撮像中心となる軸Ｃの角度（角度θ）として示すことができる。そして、本実施形態では、撮像中心となる軸Ｃがコンテナ５０における扉部におけるコンテナ番号記載部Ａに向かうように撮像手段１２の角度付けを行う。このため、角度θが小さいほど、補正比率が大きくなる。

演算手段１２による文字情報の取得は、補正画像データから文字領域を切り出し、既知の文字認識ソフト等を介して行えば良い。ここで、文字領域の切り出しは横文字であるコンテナ番号を含む文字列全体を文字領域として切り出せば良い。こうすることで、１文字ずつ切り出す必要がある縦書きのコンテナ番号認識技術と比較して、文字を切り出す回数が減少する。このため、文字領域の切り出しを正確に行うことができないことによる認識率の低下を防ぐことができる。また、文字領域の切り出し後、切り出したデータに対するフィルタリング処理を行うことで、コンテナ番号の認識効率を向上させるようにしても良い。フィルタリング処理の一例として、コンテナ番号を構成する文字の平均サイズよりも極端に小さな認識部に関しては、汚れ等と判定し、判定情報から削除するといった処理を挙げることができる。

補正画像データに基づいて取得した文字情報は、コンテナ番号として記憶部に記録され、各種情報に結びつけられて管理される。

［効果］
上記のようなコンテナ番号認識システム１０によれば、コンテナ荷役の場において、撮像手段（カメラ）の台数を増やす事無くコンテナ番号の認識率を高めることが可能となる。

［第２実施形態］
次に、本発明のコンテナ番号認識システム１０に係る第２実施形態について説明する。なお、本実施形態に係るコンテナ番号認識システム１０の構成は、上述した第１実施形態に係るコンテナ番号認識システム１０と同様である。よって各構成の説明については、図１を援用し、詳細な説明は省略することとする。

［特徴部分］
本実施形態に係るコンテナ番号認識システム１０と第１実施形態に係るコンテナ番号認識システム１０との相違点は、取得情報の数と、コンテナ番号の認識効率にある。具体的には、撮像手段１２の撮像範囲として扉部に加え、天井部も含める構成とし、この画像データを取得する構成としている。天井部側における撮像範囲の詳細は、限定的なものでは無いが、概ねコンテナの長手方向中心部から扉部側の範囲（扉部寄り）とすれば良い。

そして、取得画像データとして、上記のような範囲での撮像を行った場合、演算手段１４は、扉部に付されたコンテナ番号に加え、撮像手段１２の撮像範囲にあるコンテナ天井部に付されたコンテナ番号も、文字情報として取得する。そして演算手段１４は、補正画像データに基づいて取得した文字情報（扉部）と、取得画像データから取得した文字情報（天井部）を比較、照合、および補完することで、コンテナ番号の認識効率を向上させる。

［効果］
このような構成のコンテナ番号認識システム１０によれば、撮像手段１２の数を増やすことなく、扉部と天井部の双方に付されたコンテナ番号を読み取ることが可能となる。このため、コンテナ番号の認識効率を向上させることができる。また、図４（Ａ）に示すように、取得画像データでは、文字情報としての認識が困難である扉部コンテナ番号も、図４（Ｂ）のように、補正画像データを作成することで文字情報としての認識が可能となる。一方で、天井部に付されたコンテナ番号は、補正画像データにおいても文字情報として認識することができるため、天井部に付されたコンテナ番号を補正画像データから取得しても良い。このようにすれば、補正画像データを作成することで、一度に天井部に付されたコンテナ番号と、扉部に付されたコンテナ番号とを取得することが可能となる。

上記実施形態ではいずれも、撮像手段１２によるコンテナ番号の取得は、コンテナ５０を搭載したコンテナ搬送車両３０を真後ろ上方から撮像することを前提として説明した。また、説明を簡単化するために、実取得画像では撮像手段から遠い部分ほど幅が狭く映る物体（コンテナ５０やコンテナ番号）ものについて、幅方向に関する遠近の影響が無いものとして記載している。これは、こうした歪みに関しては、カメラのシステム上、レンズの中心側と縁部側とで生じる歪みとして予め補正した上で取得画像データとして出力することもできるからである。

このため、コンテナ搬送車両３０が、撮像手段１２の直下から幅方向にズレた位置に停車した場合であっても、画像データの取得に対応することができる。すなわち、撮像された画像データに映り込むコンテナが台形状や、ひし形状などに歪みを持つ場合でも、歪み補正の上、縦横比の変換を行うことで、コンテナ番号の認識が可能となるのである。

また、本発明は、コンテナ５０に付されたコンテナ番号の認識率を向上させるために、コンテナ番号が横書きで付されている確率の高い扉部を対象として、撮像手段１２による撮像を行う構成としている。このため、取得画像データの縦横比のうち、縦側の比率を増加させ、潰れた文字を判別可能な状態とするという技術的特徴を持つ。ここで、縦横比の変更による潰れた文字の補正による文字の判別可能化は、文字列の記載方向に影響を受けるものではない。すなわち、扉部に付されたコンテナ番号が縦書きであったとしても、本願に係るコンテナ番号認識装置１０による縦横比の変換（補正画像データの作成）は、実施することができる。よって、当然に、本発明に係るコンテナ番号認識装置１０は、縦書きされたコンテナ番号の読み取りにも対応することができる。

１０………コンテナ番号認識装置、１２………撮像手段、１４………演算手段、２０………ガントリークレーン、２２………ポータルタイビーム、２４………シルビーム、３０………コンテナ搬送車両、５０………コンテナ。

Claims (2)

1. ガントリークレーンの架構を構成するポータルタイビームに配置され、前記架構内でコンテナ荷役を成すコンテナ搬送車両に搭載されたコンテナの扉部と天井部を撮像する撮像手段と、
   前記撮像手段により撮像された画像データを取得し、取得した画像データの縦横比を変化させて縦横比変換画像データを作成して前記縦横比変換画像データに含まれる文字情報を取得し、前記文字情報をコンテナ番号として管理する演算手段と、を有し、
   前記演算手段は、前記ポータルタイビームから前記扉部におけるコンテナ番号記載部までの垂直距離Ｌ４を前記撮像手段における撮像素子の直下から前記コンテナ搬送車両の後端までの水平距離Ｌ２で除した値を補正比率として、前記画像データの縦横比を変化させる際に縦方向の倍率として乗算することで前記縦横比変換画像データを取得し、
   前記縦横比変換画像データから、前記扉部に付されたコンテナ番号と、前記天井部に付されたコンテナ番号との双方を取得することを特徴とするコンテナ番号認識システム。
2. 前記演算手段は、前記扉部に付されたコンテナ番号と前記天井部に付されたコンテナ番号を比較し、コンテナ番号の照合と補完を行うことを特徴とする請求項１に記載のコンテナ番号認識システム。
   

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