JP2022170828A - 在庫管理装置、プログラムおよび在庫管理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ヤード内の在庫に係る情報取得を可能とする。【解決手段】在庫管理装置１００は、在庫が置かれる領域に含まれるそれぞれの地点の標高を取得する登録部１１１と、地点の地標高を算出する地標高算出部１１２と、標高と地標高とに基づいて、領域に存在する在庫の集積物の地点における有無を判定する集積物識別部（パイル識別部１１３）とを備える。【選択図】図１

Description

本発明は、ヤード内に存在する在庫に係る情報を管理する在庫管理装置、プログラムおよび在庫管理方法に関する。

製鉄所や石炭火力発電所では原材料となる鉱物がヤード（原料ヤード）に山積みにして保管されている。特許文献１には、標高データからヤード内の原材料の量（体積）を算出する体積算出装置が記載されている。

特開２０１６－０１５０７９号公報

特許文献１に記載の体積算出装置は、領域（ヤード）を線分で分割して各分割領域に１つずつ含まれる算出対象物（パイル）の体積を算出する。例えば、領域内で算出対象物が一列に並んでいる場合には、体積の算出が可能である。しかしながら、算出対象物が一列並んでおらず分割領域ごとに１つの算出対象物になるような分割ができない場合には、算出対象物が識別できない、延いては体積が不正確になる場合がある。また、領域が平坦でない場合にも体積が不正確になる場合がある。

原材料（在庫）を管理するためには、ヤード内にある原材料（パイル）の体積の他に、パイルが置かれている場所や、パイルがなく空き地となっているヤード内の領域、空き地の面積などの情報も求められる。また、管理対象は鉱石などの原材料に限らず、仕掛品や製品（生産物、商品）も含まれ、ヤード（原材料置場・製品置場）に積んで置かれる在庫量や、空き地の面積、空き地に置ける在庫量が推測できることが望ましい。
本発明は、このような背景を鑑みてなされたものであり、ヤード内の在庫に係る情報取得を可能とする在庫管理装置、プログラムおよび在庫管理方法を提供することを課題とする。

上記した課題を解決するため、本発明に係る在庫管理装置は、在庫が置かれる領域に含まれるそれぞれの地点の標高を取得する登録部と、前記地点の地標高を算出する地標高算出部と、前記標高と前記地標高とに基づいて、前記領域に存在する在庫の集積物の、前記地点における有無を判定する集積物識別部とを備える。

本発明によれば、ヤード内の在庫に係る情報取得を可能とする在庫管理装置、プログラムおよび在庫管理方法を提供することができる。上記した以外の課題、構成および効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。

本実施形態に係る在庫管理装置の機能ブロック図である。 本実施形態に係る標高データベースのデータ構成図である。 本実施形態に係るヤードデータベースのデータ構成図である。 本実施形態に係るパイルデータベースのデータ構成図である。 本実施形態に係る基準点データのデータ構成図である。 本実施形態に係る基準点設定画面の画面構成図である。 本実施形態に係る地標高算出手法を説明するための図である。 本実施形態に係る在庫管理画面の画面構成図である。 本実施形態に係る在庫管理処理のフローチャートである。 本実施形態に係るパイル判定処理のフローチャートである。 本実施形態に係る空き地検出処理のフローチャートである。 本実施形態に係る空き地検出処理のスタート点を説明するための図である。 本実施形態に係る空き地検出処理における空き地の右方向への拡大を説明するための図である。 本実施形態に係る空き地検出処理における空き地の下方向への拡大を説明するための図である。 本実施形態に係る空き地検出処理における空き地を登録した後のスタート点を説明するための図である。 本実施形態に係る空き地検出処理における空き地を登録した後に見つかった空き地の領域を説明するための図である。 本実施形態に係る空き地検出処理における拡大された空き地を説明するための図である。 本実施形態に係る空き地検出処理における登録される空き地を説明するための図である。 本実施形態に係る空き地検出処理により登録された空き地を説明するための図である。 本実施形態の変形例に係るパイル判定処理のフローチャートである。 本実施形態の変形例に係るパイル判定処理のフローチャートである。 本実施形態の変形例に係る空き地に配置可能なパイルの体積推測処理を説明するための図である。 本実施形態の変形例に係る空き地に保管可能なパイルの体積推測処理のフローチャートである。 本実施形態の変形例に係る在庫管理画面の画面構成図である。

≪在庫管理装置の概要≫
以下に本発明を実施するための形態（実施形態）における在庫管理装置について説明する。在庫管理装置はヤード（ヤード領域、領域）内の標高データと、ヤード内の基準点とを取得する。標高データとは、例えばドローンにより計測されたパイル（原材料や商品などの在庫の集積物）を含めたヤード内の標高データである。在庫管理装置の利用者が指定した基準点はヤード内の地点であって、パイルではなく地面（地表）が現れている地点である。基準点の標高は、地面の高さであって、既知である。

なお、国土地理院（測量法）では、東京湾の平均海面を０ｍの基準面として、この基準面からの高さを標高とよんでいる。ちなみに、原材料（パイル）が高く積まれているところは、標高が高くなる。この標高は、海抜（近隣の海面からの高さ）やその他の基準となる高さに置き換えてもよい。

ドローンにより計測された標高とは、例えばドローンの位置、およびヤードまでの距離（パイルまたは地表からの高さ）から算出されるパイルを含めたヤード内の地点の標高である。ドローンの位置（緯度、経度、高度）は、例えばドローンにＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）受信機を搭載し、受信した信号から算出することができる。ヤードまでの距離は、例えばレーザ測量（レーザスキャン）を用いて計測できる。

在庫管理装置は基準点の標高を参照して、基準点以外の地点における地面の標高（地標高とも記す）を推測する。続いて在庫管理装置は、地標高と当該地点の標高とを比較し、当該地点におけるパイルの存否を判定してパイルの領域を検出する。在庫管理装置はさらにパイルの体積を算出したり、パイルが存在しない一定の大きさの領域である空き地を検出したりする。

在庫管理装置が地標高を推測してパイルの存否を判定することにより、ヤード内でパイルが一列に並んでいない場合でもパイル領域を検出できるようになる。また在庫管理装置は、地面が水平であることを前提としていた従来手法より高精度にパイル領域を検出することができるようになる。延いては在庫管理装置は、より高精度にパイルの体積、つまりは在庫量を算出できるようになる。

≪在庫管理装置の構成≫
図１は、本実施形態に係る在庫管理装置１００の機能ブロック図である。在庫管理装置１００はコンピュータであって、制御部１１０、記憶部１２０、および入出力部１８０を含んで構成される。入出力部１８０には、ディスプレイやキーボード、マウスなどのユーザインターフェイス機器が接続される。また、入出力部１８０は通信デバイスを備え、他の装置とのデータ送受信が可能である。入出力部１８０にメディアドライブが接続され、記録媒体を用いたデータのやり取りが可能であってもよい。

記憶部１２０はＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）、ＳＳＤ（Solid State Drive）などの記憶装置を含んで構成される。記憶部１２０には、標高データベース１３０（後記する図２参照）、ヤードデータベース１４０（後記する図３参照）、パイルデータベース１５０（後記する図４参照）、基準点データ１２１（後記する図５参照）、およびプログラム１２８が記憶される。プログラム１２８には在庫管理処理（後記する図９参照）の手順が記述されている。

≪在庫管理装置：標高データベース≫
図２は、本実施形態に係る標高データベース１３０のデータ構成図である。標高データベース１３０は例えば表形式のデータであって、１つの行（レコード）はヤード内の地点に係る情報を含む。本実施形態において地点は点ではなく、面積があるヤード内の領域であって、例えばドローンを用いて標高が計測された格子状に並んだ領域である。説明を簡単にするため、地点は矩形であり、ヤードを埋めるように規則正しく並んでいるとする。

標高データベース１３０のレコードは、位置１３１、測定高１３２、地標高１３３、およびパイル１３４の列（属性）を含む。
位置１３１は、地点の座標であって、例えば緯度と経度である。
測定高１３２は、在庫管理装置１００に入力された地点の標高であって、例えばドローンを用いて測定された標高である。地点にパイルがあれば、測定高１３２はパイルを含む標高である。地点が基準点であれば、測定高１３２は地面の標高であって、パイルがある地点の地面の標高（後記する地標高１３３参照）を算出（推測）する際の基準となる標高となる。

地標高１３３は、地点における地面の標高である。地点が基準点であれば、地標高１３３と測定高１３２は等しい。地点にパイルがあれば、地標高１３３は近くにある基準点の標高に基づいて算出（推測）された地面の標高である。
パイル１３４は、地点にパイルがあれば「Ｙ」であり、なければ「Ｎ」である。後記するようにパイル１３４の値は、測定高１３２と地標高１３３とから算出される。地点が基準点であれば、パイル１３４は「Ｎ」となる。

レコード１３９は、東経135.324度、北緯35.145度の地点であって、地面の標高が343.3ｍの地点を示している。この地点は基準点と設定されており（後記する図５参照）、測定高１３２と地標高１３３とが等しい。
レコード１３８で示される地点の測定された標高は364.3ｍであり、推測された地面の標高は343.3ｍであって、当該地点にはパイルが存在していることを示している。

≪在庫管理装置：ヤードデータベース≫
図３は、本実施形態に係るヤードデータベース１４０のデータ構成図である。ヤードデータベース１４０は例えば表形式のデータであって、１つの行（レコード）はヤードに係る情報を含む。レコードは、識別情報１４１（図３では「ＩＤ」と記載）、領域１４２、パイル１４３、および空き地１４４の列（属性）を含む。
識別情報１４１は、ヤードの識別情報（例えば名称）である。

領域１４２は、ヤードの領域を示す情報である。例えばヤードが矩形であれば、領域１４２は４つの頂点の座標を含む。
パイル１４３は、ヤードに含まれるパイルの識別情報１５１（後記する図４参照）である。ヤードに複数のパイルがあれば、パイル１４３は複数の識別情報１５１を含む。
空き地１４４は、ヤードに含まれる空き地の識別情報１５１である。ヤードに複数の空き地があれば、空き地１４４は複数の識別情報１５１を含む。

≪在庫管理装置：パイルデータベース≫
図４は、本実施形態に係るパイルデータベース１５０のデータ構成図である。パイルデータベース１５０は例えば表形式のデータであって、１つの行（レコード）はパイルまたは空き地に係る情報を含む。レコードは、識別情報１５１（図４では「ＩＤ」と記載）、種別１５２、領域１５３、体積１５４、面積１５５、および高さ１５６の列（属性）を含む。

識別情報１５１は、パイルまたは空き地の識別情報である。
種別１５２は、「パイル」または「空き地」であって、レコードがパイルの情報か空き地の情報かを示す。
領域１５３は、パイルまたは空き地の領域を示す情報である。例えばパイルが矩形であれば、領域１５３は４つの頂点の座標を含む。領域１５３は、パイルまたは空き地の境界となっている地点の座標の列であってもよい。

体積１５４は、算出されたパイルの体積である。空き地を示すレコードの体積１５４は「Ｎ／Ａ」である。
面積１５５は、パイルまたは空き地の算出された面積である。
高さ１５６は、算出されたパイルの高さである。空き地を示すレコードの高さ１５６は「Ｎ／Ａ」である。

≪在庫管理装置：基準点データ≫
図５は、本実施形態に係る基準点データ１２１のデータ構成図である。基準点とは、パイルがなく地面である地点である。基準点は在庫管理装置１００の利用者が指定して設定される。基準点データ１２１には、利用者が指定した基準点の位置データを含む。
なお、図５に記載の地点はレコード１３９（図２参照）の地点であり、この地点が基準点であることを示している。

≪在庫管理装置：制御部≫
図１に戻って制御部１１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）を含んで構成され、登録部１１１、地標高算出部１１２、パイル識別部１１３、体積算出部１１４、空き地検出部１１５、および表示制御部１１６を備える。

登録部１１１は、在庫管理装置１００に入力されたデータを記憶部１２０に格納する。在庫管理装置１００に入力されるデータ、または設定される情報として、標高データ、撮影画像、および基準点などがある。撮影画像とはヤード上空から撮影されたヤードの画像であり、記憶部１２０に格納される。標高データが入力されると登録部１１１は、標高データベース１３０（図２参照）の位置１３１、測定高１３２に格納する。登録部１１１は初期値として、地標高１３３に無効値、パイル１３４に「Ｎ」を格納する。

登録部１１１は、利用者が指定した基準点の設定を受け付ける。図６は、本実施形態に係る基準点設定画面３１０の画面構成図である。コンボボックス３１２は表示領域３１１に表示されているヤードの識別情報１４１（図３参照）を表示する。表示領域３１１には、ヤードの撮影画像が表示される。図６では「ヤード１」の撮影画像が表示されている。「ヤード１」には２つのパイルが存在し、一方は矩形、他方はＬ字型の形状をしている。

利用者は表示領域３１１に表示されたヤード内にあり、パイルとならない（原材料が置かれない）地点を基準点として選択して設定する。図６では黒い丸が基準点として設定された地点を示している。画面下側にある「ＯＫ」ボタンがクリックされると、登録部１１１は標高データベース１３０内の地点であって、設定された基準点に対応する地点を示すレコードを特定し、当該レコードの位置１３１を取得して基準点データ１２１に追加する。

図１に戻って地標高算出部１１２は、地面の標高である地標高を算出する。地標高は地点ごとではなく、地点を１つ以上含むグリッドごとに算出される。図７は、本実施形態に係る地標高算出手法を説明するための図である。図７に示されるグリッドによってヤードがグリッドに分割され、地標高算出部１１２はグリッドごとに地標高を算出（推測）する。なお、グリッドは網目／格子状のものをさすが、ここでは網目／格子に区切られたヤードの各領域もグリッドと記す。図７には横１１、縦８のグリッドが示されている。

グリッド２２１は基準点２１１，２１２を含む。グリッドが基準点を含む場合には地標高算出部１１２は、当該基準点の測定高１３２（図２参照）の平均値をグリッドの地標高と算出する。地標高算出部１１２は標高データベース１３０のなかでグリッドに含まれる地点に対応するレコードを特定し、当該レコードの地標高１３３にグリッドの地標高を格納する。
グリッド２２２は基準点を含まない。グリッドが基準点を含まない場合には地標高算出部１１２は、グリッドに含まれる地点の測定高１３２の最小値と、最も近い（最近傍の）基準点を含むグリッドの地標高（以下、最近傍基準点標高と記す）とを比較する。

最近傍基準点標高が小さく、かつ最近傍基準点標高と最小値との偏差が所定値より大きいならば、地標高算出部１１２は最近傍基準点標高をグリッドの地標高と算出する。地標高算出部１１２は標高データベース１３０のなかでグリッドに含まれる地点に対応するレコードを特定し、当該レコードの地標高１３３にグリッドの地標高（最近傍基準点標高）を格納する。

最近傍基準点標高が小さく、かつ最近傍基準点標高と最小値との偏差が所定値より小さいならば、地標高算出部１１２は最小値と補足値との和をグリッドの地標高と算出する。また、最近傍基準点標高が最小値より大きいならば、地標高算出部１１２は最小値と補足値との和をグリッドの地標高と算出する。地標高算出部１１２は標高データベース１３０のなかでグリッドに含まれる地点に対応するレコードを特定し、当該レコードの地標高１３３にグリッドの地標高（最小値と補足値との和）を格納する。
このような地標高算出部１１２の基準点を含まないグリッドの地標高を算出する手法は、最近傍基準点標高と、当該グリッドに含まれる地点の標高の最小値とを所定の誤差を含めて比較し、低い方を当該グリッドに含まれる地点の地標高としているとも換言できる。

パイル識別部１１３（集積物識別部）は、各地点の地標高１３３と測定高１３２とを比較して、当該地点におけるパイルの存否（当該地点がパイルであるかの当否）を判定する。詳しくは、パイル識別部１１３は測定高１３２が地標高１３３より大きければパイルと判断してパイル１３４に「Ｙ」を格納し、等しいまたは小さければパイルではないと判断してパイル１３４に「Ｎ」を格納する。

パイル識別部１１３はヤード内の各地点においてパイルの当否を判定した後に、既存の手法を用いてパイルの輪郭を抽出する。パイル識別部１１３はパイルデータベース１５０（図４参照）にレコードを追加し、識別情報１５１にパイルの識別情報、種別１５２に「パイル」、領域１５３に抽出した輪郭の情報を格納する。続いてパイル識別部１１３は、ヤードデータベース１４０（図３参照）にあるヤードのレコードのパイル１４３に、パイルの識別情報１５１を追加する。

体積算出部１１４は、パイルの体積や面積、高さを算出し、結果を体積１５４、面積１５５、高さ１５６に格納する。本実施形態において地点は矩形の領域であるとしている。体積算出部１１４は、パイルに含まれる各地点の体積を求め、総和を体積とする。地点の体積は、地点の測定高１３２と地標高１３３との差、および地点である領域の面積の積である。
体積算出部１１４は、パイルに含まれる地点の数を求め、地点である領域の面積との積をパイルの面積とする。また体積算出部１１４は、パイルに含まれる地点のなかで測定高１３２と地標高１３３との差の最大値を求め、これをヤードの高さとする。

空き地検出部１１５は、ヤード内の空き地を検出して、検出された空き地の情報をパイルデータベース１５０に格納する。また空き地検出部１１５は空き地の面積を算出して面積１５５に格納する。空き地検出部１１５は、所定形状で所定の大きさの領域である探針領域をヤード内で走査して、パイルではない空き地を検出する。空き地検出部１１５の空き地検出手法については後記する図１１を用いて説明する。検出された空き地はパイルデータベース１５０およびヤードデータベース１４０に格納される。

表示制御部１１６は、在庫管理画面３２０（後記する図８参照）を入出力部１８０に接続されたディスプレイに表示する。図８は、本実施形態に係る在庫管理画面３２０の画面構成図である。在庫管理画面３２０の上側にはヤードの撮影画像３２１、下側にはヤードの管理情報３３２が配置される。撮影画像３２１は「ヤード１」の撮影画像であって、２つのパイルが映っている。パイル識別部１１３が抽出した輪郭が太い線で撮影画像３２１に重畳して表示されている。またパイルの番号も表示されている。管理情報３３２は、ヤードデータベース１４０やパイルデータベース１５０に格納された情報を含む。

≪在庫管理処理≫
図９は、本実施形態に係る在庫管理処理のフローチャートである。
ステップＳ１１において登録部１１１は、標高データを取得して標高データベース１３０（図２参照）に格納する。例えばドローンを用いて測定されたヤード内の標高データが入力される。
ステップＳ１２において登録部１１１は、基準点が登録済みであれば（ステップＳ１２→ＹＥＳ）ステップＳ１４に進み、未登録ならば（ステップＳ１２→ＮＯ）ステップＳ１３に進む。基準点の登録／未登録は基準点データ１２１（図５参照）のデータの有無で判定できる。
ステップＳ１３において登録部１１１は、基準点設定画面３１０（図６参照）を表示して、利用者が指定した基準点を取得する。次に登録部１１１は基準点に対応する地点に対応する標高データベース１３０のレコードを特定し、当該レコードの位置１３１を基準点データ１２１に登録（追加）する。

ステップＳ１４はパイル判定処理である。パイル判定処理の詳細は、後記する図１０を参照して説明する。
ステップＳ１５においてパイル識別部１１３は、パイルの輪郭を抽出してパイルデータベース１５０（図４参照）に格納する。またパイル識別部１１３は、パイルの識別情報１５１をパイル１４３（図３参照）に追加する。
ステップＳ１６において体積算出部１１４は、各パイルの体積や面積、高さを算出してパイルデータベース１５０に格納する。

ステップＳ１７は空き地検出処理である。空き地検出処理の詳細は、後記する図１１を参照して説明する。
ステップＳ１８において空き地検出部１１５は、空き地の面積を算出してパイルデータベース１５０に格納する。

≪パイル判定処理≫
図１０は、本実施形態に係るパイル判定処理のフローチャートである。図１０を参照しながら図９記載のステップＳ１４の詳細を説明する。
ステップＳ２１において地標高算出部１１２は、グリッド（図７参照）ごとにステップＳ２２～Ｓ２９を繰り返す処理を開始する。なお繰り返し処理の対象となるグリッドを対象グリッドと記す。

ステップＳ２２において地標高算出部１１２は、対象グリッドが基準点データ１２１（図５参照）に格納されている基準点を含むか否かを判定する。地標高算出部１１２は対象グリッドが基準点を含めば（ステップＳ２２→ＹＥＳ）ステップＳ２３に進み、含まないならば（ステップＳ２２→ＮＯ）ステップＳ２４に進む。
ステップＳ２３において地標高算出部１１２は、対象グリッドに含まれる基準点の測定高１３２の平均値を対象グリッドの地標高とする。

ステップＳ２４において地標高算出部１１２は、対象グリッドに含まれる地点の測定高１３２の最小値を取得する。
ステップＳ２５において地標高算出部１１２は、対象グリッドに最も近く基準点を含むグリッドの地標高（最近傍基準点標高、図１０では基準点と記載）と、ステップＳ２４で算出した最小値とを比較する。地標高算出部１１２は、最近傍基準点標高が小さく最近傍基準点標高と最小値との偏差（差）が所定値を超えるならば（ステップＳ２５→基準点が小さく偏差が所定値超）ステップＳ２６に進み、その他の場合には（ステップＳ２５→基準点が大きい、または基準点が小さく偏差が所定値以下）ステップＳ２７に進む。

ステップＳ２６において地標高算出部１１２は、最近傍基準点標高を対象グリッドの地標高とする。なお最近傍基準点標高は、基準点を含み対象グリッドに最も近いグリッドに含まれる基準点の測定高１３２の平均値である（ステップＳ２３参照）。
ステップＳ２７において地標高算出部１１２は、ステップＳ２４取得した最小値と所定の補足値の和を対象グリッドの地標高とする。
ステップＳ２８において地標高算出部１１２は、対象グリッドに含まれる地点の地標高１３３に対象グリッドの地標高を格納する。

ステップＳ２９においてパイル識別部１１３は、対象グリッドに含まれる地点がパイルの当否（地点がパイルに含まれるか否か）を判定する。詳しくは、パイル識別部１１３は、地点の測定高１３２が地標高１３３より大きければパイルと判定してパイル１３４に「Ｙ」を格納し、測定高１３２が地標高１３３以下ならばパイルでないと判定してパイル１３４に「Ｎ」を格納する。

≪空き地検出処理≫
図１１は、本実施形態に係る空き地検出処理のフローチャートである。図１１を参照しながら図９記載のステップＳ１７の詳細を説明する。空き地検出部１１５は、グリッドに区切られたヤード内で探針領域（所定形状で所定面積の領域）を移動して走査することで空き地を検出する。グリッドの意味はパイル判定処理（図７、図１０参照）と同様であるが、グリッド（矩形）の大きさは同じである必要はない。例えばパイル判定処理において１つのグリッドが３×３の地点であり、空き地検出処理では２×２の地点であってもよい。以下では、１つのグリッドは２×２の地点であり、探針領域は２×２のグリッド（４×４の地点）であるとして説明する。

ステップＳ４１において空き地検出部１１５は、走査のスタート点となる探針領域をヤードの左上の２×２のグリッドとする。図１２は、本実施形態に係る空き地検出処理のスタート点を説明するための図である。図１２においてヤードは横１５、縦１１のグリッドに区切られている。ハッチングがかかっている領域はパイルと判定された領域である。空き地検出部１１５は、２×２のグリッドである領域４１１を探針領域のスタート点と設定する。

図１１に戻ってステップＳ４２において空き地検出部１１５は、ステップＳ４３～Ｓ４８を繰り返す処理を開始する。
ステップＳ４３において空き地検出部１１５は、探針領域を右に移動させながら探針領域がパイルおよび登録済みの空き地と重ならない領域を探索する。探針領域を右端まで移動した場合には、１グリッド分下の左端から右方向に移動を繰り返し、空き地検出部１１５はパイルおよび登録済みの空き地と重ならないところまで探針領域を移動（走査）させる。

図１２においてスタート地点の探針領域である領域４１１は、右下にパイルがあるため１グリッド分右に移動する。移動後の探針領域もパイルを含むため、さらに右に移動する。領域４１２がスタート地点から右に移動して初めて見つかったパイルおよび登録済みの空き地と重ならない探針領域である。

図１１に戻ってステップＳ４４において空き地検出部１１５は、探針領域がヤードの右下まで移動したならば（ステップＳ４４→ＹＥＳ）空き地検出処理を終了し、右下ではないならば（ステップＳ４４→ＮＯ）ステップＳ４５に進む。ステップＳ４５に進む場合、探針領域はパイルがなく登録済みの空き地でもない新しい（未登録の）空き地の領域にあり、空き地検出部１１５は、ここから空き地を拡大するように走査する。図１２において領域４１２が初めて見つかった空き地の領域である。

ステップＳ４５において空き地検出部１１５は、探針領域がパイルや登録済みの空き地と重ならない場所まで右に探針領域を移動して右方向へ空き地を拡大する。なお探針領域がヤードの右端まで移動した場合には、空き地検出部１１５は拡大を止める。図１３は、本実施形態に係る空き地検出処理における空き地の右方向への拡大を説明するための図である。領域４１２（図１２参照）から始めて２グリッド分右に空き地を拡大させた結果が領域４２１である。さらに右に拡大すると領域はパイルと重なるため、空き地検出部１１５は領域４２１で右拡大を止める。

図１１に戻ってステップＳ４６において空き地検出部１１５は、ステップＳ４５で拡大した空き地の領域を１グリッドずつ下に、領域がパイルや登録済みの空き地と重ならずヤードの下端に達するまで拡大する。図１４は、本実施形態に係る空き地検出処理における空き地の下方向への拡大を説明するための図である。領域４２１（図１３参照）から下方向へ５グリッド分下に拡大したところでパイルにぶつかり、下への拡大は領域４３１で止まる。

図１１に戻ってステップＳ４７において空き地検出部１１５は、拡大した領域を空き地としてパイルデータベース１５０（図４参照）に登録する。詳しくは、空き地検出部１１５はパイルデータベース１５０にレコードを追加し、識別情報１５１に空き地の識別情報、種別１５２に「空き地」、領域１５３に領域の輪郭の情報として４つの頂点の座標を格納する。また空き地検出部１１５は、ヤードデータベース１４０（図３参照）にあるヤードのレコードの空き地１４４に、空き地の識別情報を追加する。

ステップＳ４８において空き地検出部１１５は、次の空き地を検出するための走査のスタート点となる探針領域をステップＳ４７において登録した空き地領域の左上として、ステップＳ４３に戻る。

図１５は、本実施形態に係る空き地検出処理における空き地を登録した後のスタート点を説明するための図である。登録済みの空き地（図１４記載の領域４３１参照）は横線でハッチングされている。領域４４１がステップＳ４７において登録した空き地領域の左上にあり、スタート点となる領域である。空き地検出部１１５はスタート点から始めて空き地を探索するため探針領域を移動する（ステップＳ４３参照）。空き地検出部１１５は領域４４１から探針領域を右に移動して、登録済みの空き地およびパイルと重ならない領域を探す（走査する）。探針領域が右端に達したら（領域４４２参照）、空き地検出部１１５は１グリッド分下の左端（領域４４３参照）から右方向に走査を繰り返す。図１５においては、領域４４４が新たに見つかった空き地の領域である。領域４４４は右にも下にも拡大できず、領域４４４が空き地として登録される（ステップＳ４５～Ｓ４７参照）。

図１６は、本実施形態に係る空き地検出処理における空き地を登録した後に見つかった空き地の領域４５１を説明するための図である。領域４５１が新たに見つかった空き地の領域である。

図１７は、本実施形態に係る空き地検出処理における拡大された空き地を説明するための図である。領域４６１が領域４５１（図１６参照）を右に拡大した（ステップＳ４５参照）結果の領域である。領域４６１は下には拡大できず、領域４６１が空き地として登録される。

図１８は、本実施形態に係る空き地検出処理における登録される空き地を説明するための図である。空き地検出部１１５は領域４７１，４７２，４７３，４７４の順に空き地を検出して登録する。
図１９は、本実施形態に係る空き地検出処理により登録された空き地を説明するための図である。横線でハッチングされた領域が登録された空き地を示す。

≪在庫管理処理の特徴≫
在庫管理装置１００は基準点（図５記載の基準点データ１２１参照）の標高（図２記載の測定高１３２参照）を参照して、基準点以外の地点における地面の標高（地標高１３３参照）を算出する。また在庫管理装置１００は、当該地点の地標高と標高（測定高１３２参照）とを比較して当該地点におけるパイルの存否を判定してパイルの領域を検出する。在庫管理装置１００はさらにパイルの体積を算出したり、パイルが存在しない一定の大きさの領域である空き地を検出したりする。

在庫管理装置１００が地標高を推測してパイルの存否を判定することにより、矩形や円に限らず境界が凸ではないような様々な形のパイルを検出することができる。また、在庫管理装置１００は地面が水平という前提としていた従来手法より高精度にパイル領域を検出して体積を算出できるようになる。延いては在庫管理が高精度化できる。

≪変形例：曲面を用いた地標高算出≫
上記した実施形態では地標高算出部１１２は、地点（地点を含むグリッド）の地標高を地点に近い基準点の標高（最近傍基準点標高）を参照して算出（推測）している（図１０参照）。地標高算出部１１２はヤードの地面を近似する曲面（平面を含む）を参照して、パイルがある地点の地標高を算出するようにしてもよい。例えばヤードの地面が傾斜した平面であるとすると、地標高算出部１１２は基準点の標高から当該平面を示し、座標と地標高との関係を示す方程式（座標と地標高との関係式）のパラメータを算出する。

続いて地標高算出部１１２は当該方程式を用いて地点の座標から当該地点の標高を算出する。地面を近似する曲面としては、錐面や楕円面、楕円柱面、双曲面、双曲放物面などの二次曲面の他に波面など種々の曲面がある。また、パラメータとしては、座標と地標高を示す変数にかかる係数に限らず、当該変数を含む関数（例えば波面を示す周期関数）にかかる係数や当該関数のパラメータも含む。

図２０は、本実施形態の変形例に係るパイル判定処理（図９のステップＳ１４参照）のフローチャートである。
ステップＳ６１において地標高算出部１１２は、利用者が指定した曲面の種別を取得する。
ステップＳ６２において地標高算出部１１２は、曲面を示すパラメータを算出する。詳しくは、地標高算出部１１２は基準点における測定高と、曲面を用いて算出される基準点の標高との誤差が最小になるようなパラメータを算出する。

ステップＳ６３において地標高算出部１１２は、ヤード内の基準点とは異なる地点ごとにステップＳ６４～Ｓ６５を繰り返す処理を開始する。以下では、この繰り返す処理の対象となる地点を対象地点と記す。
ステップＳ６４において地標高算出部１１２は、曲面を用いて対象地点の地標高を算出して地標高１３３（図２参照）に格納する。
ステップＳ６５においてパイル識別部１１３は、対象地点がパイルの当否（地点がパイルに含まれるか否か）を判定する。詳しくは、パイル識別部１１３は、地点の測定高１３２が地標高１３３より大きければパイルと判定してパイル１３４に「Ｙ」を格納し、測定高１３２が地標高１３３以下ならばパイルでないと判定してパイル１３４に「Ｎ」を格納する。

ヤード地面のおよその形状、および、この形状を示す曲面の種別が解っていれば、上記した実施形態より高精度に地標高が算出（推測）できるようになる。
図２０においては、地標高算出部１１２は指定された種別の曲面に合うパラメータを算出している（ステップＳ６２参照）。地標高算出部１１２は曲面の種別ごとに基準点に合うパラメータを算出した後に、最も誤差の小さい種別の曲面を選択するようにしてもよい。このようにすることで、利用者が曲面の種別を指定する手間をなくすことができる。

≪変形例：数値標高モデルを用いた地標高算出≫
上記した実施形態や変形例では、基準点の標高（測定高）を参照して、地点の地標高を算出している。数値標高モデル（ＤＥＭ、Digital Elevation Model）などヤードの地標高のデータを取得して利用してもよい。

図２１は、本実施形態の変形例に係るパイル判定処理（図９のステップＳ１４参照）のフローチャートである。以下では、数値標高モデルが取得済みであって、各地点の地標高１３３（図２参照）に格納されているとして説明する。
ステップＳ７１において地標高算出部１１２は、ヤード内の基準点とは異なる地点ごとにステップＳ７２を繰り返す処理を開始する。以下では、この繰り返す処理の対象となる地点を対象地点と記す。

ステップＳ７２においてパイル識別部１１３は、対象地点がパイルの当否（地点がパイルに含まれるか否か）を判定する。詳しくは、パイル識別部１１３は、地点の測定高１３２が地標高１３３より大きければパイルと判定してパイル１３４に「Ｙ」を格納し、測定高１３２が地標高１３３以下ならばパイルでないと判定してパイル１３４に「Ｎ」を格納する。
数値標高モデルを用いることで、基準点の標高から地標高を算出（推測）するよりも、より高精度な地標高が取得可能となり、パイルの識別や体積算出もより高精度に行うことができる。

≪変形例：既存の地標高の利用≫
パイル判定処理（図１０参照）では、グリッドごとに基準点から地標高を推測して（ステップＳ２２～Ｓ２８）パイルの当否を判定している。以前に推測された地標高から変化がないと考えられる場合には、この既に推測済みの地標高を利用するようにしてもよい。

≪変形例：空き地に保管可能なパイル体積の算出≫
上記した実施形態では空き地を検出し面積を算出している（図９記載のステップＳ１７，Ｓ１８）。空き地に保管可能なパイルの体積を算出して推測値として出力するようにしてもよい。

図２２は、本実施形態の変形例に係る空き地に配置可能なパイルの体積推測処理を説明するための図である。以下では、境界４９６を有する領域４９１を空き地検出処理（図１１参照）で検出された空き地とする。なお、この空き地とは登録された空き地（図１１のステップＳ４７参照）とは限らず、隣接する複数の登録された空き地を連結した空き地を含む。または、利用者が指定した領域を空き地としてもよい。

図２２におけるグリッド（格子）の単位長は、空き地検出処理時と同じとは限らない。実際にパイルとなる領域は空き地検出処理で検出された領域４９１ではなく、所定幅（図２２では２グリッド長）内側にある境界４９７を有する領域４９２である。所定幅は、隣接するパイルとの間隔である。

境界４９８は境界４９７の１グリッド内側の境界であり、領域４９３の境界である。また、境界４９９は境界４９８の１グリッド内側の境界であり、領域４９４の境界である。境界４９９の１グリッド内側となる境界は存在しない。
また、パイルは所定の傾斜角度で積まれるとする。以下では傾斜角度は４５度として説明する。すると、境界４９７，４９８の間のドットでハッチングした領域のパイルの高さは１グリッド長、境界４９８，４９９の間のレンガ状にハッチングした領域のパイルの高さは２グリッド長、境界４９９の内側の格子状にハッチングした領域４９４のパイルの高さは３グリッド長となる。よって、領域４９２の面積×１グリッド長、領域４９３の面積×１グリッド長、および、領域４９４の面積×１グリッド長の和が保管可能なパイル体積となる。

上記の例では、傾斜角度が４５度としたため１グリッド内側の領域の高さは１グリッド長だけ高くなる。傾斜角度が異なる場合には、以下の式（１）から１グリッド内側となる領域の高さの差分を求めればよい。
ｔａｎ（傾斜角度）＝高さの差分／１グリッド長 （１）
なお傾斜角度は利用者が設定してもよいし、山積みする鉱物（石炭、鉄鉱石など）や銘柄に応じて設定されてもよい。

図２３は、本実施形態の変形例に係る空き地に保管可能なパイルの体積推測処理のフローチャートである。
ステップＳ７１において空き地検出部１１５は、算出領域を、パイルを配置する領域とする。パイルを配置する領域とは、図２２における領域４９２に相当し、隣接する既にあるパイルやヤード境界との間隔をおいた領域である。
ステップＳ７２において空き地検出部１１５は、配置可能なパイル体積を０とする。

ステップＳ７３において空き地検出部１１５は、算出領域がなくなるまでステップＳ７４～Ｓ７５を繰り返す処理を開始する。
ステップＳ７４において空き地検出部１１５は、パイル体積に算出領域の面積×所定高を加える。所定高とは、式（１）の高さの差分である。

ステップＳ７５において空き地検出部１１５は、算出領域を所定幅狭める。所定幅とは１グリッド長である。算出領域を所定幅狭めるとは、例えば領域４９２を領域４９３に狭めることである。なお、領域４９４は狭めることができないため算出領域がなくなることになり、空き地検出部１１５はステップＳ７４～Ｓ７５の繰り返し処理を終える。
ステップＳ７６において空き地検出部１１５は、算出結果を表示制御部１１６（図１参照）に出力する。出力には、検出された空き地の面積、パイル体積、パイル高を含む。パイル高とは、一番内側の領域の高さであって、所定高×ステップＳ７４～Ｓ７５の繰り返し回数で算出できる。図２２の例ではパイル高は３グリッド長である。

図２４は、本実施形態の変形例に係る在庫管理画面３２０Ａの画面構成図である。表示制御部１１６が在庫管理画面３２０Ａを入出力部１８０に接続されたディスプレイに表示する。
在庫管理画面３２０（図８参照）と比較して、在庫管理画面３２０Ａの管理情報３３２には空き地情報が含まれている。撮影画像３２１は「ヤード１」の撮影画像であって、「＃１」で示される１つのパイルが映っている。「＃２」で示される領域は、配置可能なパイル体積を予測した空き地領域（パイルの配置領域）である。管理情報３３２には「＃２」で示される空き地である領域の面積の他に配置可能なパイルの体積（容量）や重量、高さが含まれる。なお、体積、重量、高さには薄い文字で表示され、推測値であることを示している。

上記した体積推測処理では、傾斜角度が一定で山積みされたパイルの体積を推測している。傾斜角度が９０度であって平積みされる場合には、体積を（空き地の面積）×（平積み高さ上限値）として算出してもよい。
また上記した変形例では、空き地に配置可能なパイルの体積を求めているが、既存のパイルにさらに配置可能な量（積み増し可能な量）を推測するようにしてもよい。詳しくは、在庫管理装置は既存のパイルがある場所に配置可能な体積を体積推測処理で求め、推測された体積と現存のパイルの体積との差を積み増し可能な量として求めてもよい。
このように空き地に置けるパイルの体積や既存のパイルに積み増しできる量を推測することで、鉱物（在庫）の入庫計画を効率化・高精度化できるようになる。

≪適用例≫
上記した実施形態における在庫管理装置は、ヤードに山積みされた鉄鉱石や石炭などの鉱物のパイルを識別して体積を推測しており、鉱物の在庫管理装置として機能している。在庫管理装置は鉱物に限らず、在庫となる原材料や仕掛品、商品としての物／物体が集積／配置／保管されているヤード（領域）内の場所を識別し、在庫量としての面積・体積を推測するようにしてもよい。

例えば在庫管理装置は、製品置場に山積み／平積みされた製品（例えば銅（アノード））の量を製品の集積物（パイル）の体積や集積物が占める場所の面積から推測してもよい。また、製品置場で製品がない場所（空き地）の面積を算出したり、その場所における製品の量を推測したりするようにしてもよい。
例えば在庫管理装置は、建設現場内の資材置場にある資材の量を資材の集積物（パイル）の体積や集積物が占める場所の面積から推測してもよい。また、資材置場で資材がない場所（置き場）の面積を算出したり、その場所における資材の量を推測したりするようにしてもよい。

例えば在庫管理装置は、コンテナヤード（コンテナターミナル）などのコンテナ置場におけるコンテナ数や空き地の面積、空き地に置けるコンテナ数を推測してもよい。なお、コンテナの場合には鉱物とは異なり、垂直に積み上げ（平積み）可能（式（１）の傾斜角度が９０度）である。このため空き地に積み上げ個数は（積み上げ可能なコンテナ数の上限）×（空き地に並置（１段で並べて置く）可能なコンテナ数）で算出できる。

在庫管理装置は、在庫となる原材料や仕掛品、商品に限らず物／物体がある場所の面積や体積を推測してもよい。例えば在庫管理装置は、建設現場における土砂の体積や、災害現場における瓦礫の体積、土砂災害現場における流出土砂の体積を推測するようにしてもよい。瓦礫や土砂の体積が推測することで、撤去作業の計画策定に利用することができるようになる。

≪その他の変形例≫
以上、本発明のいくつかの実施形態や変形例について説明したが、これらの実施形態や変形例は、例示に過ぎず、本発明の技術的範囲を限定するものではない。上記した実施形態では基準点は利用者により指定されているが、在庫管理装置は、例えばヤードの境界や角、通路などパイルを置かない地点を基準点として予め設定してもよい。このようにすれば、基準点設定の手間が削減される。

上記した実施形態ではグリッドの地標高は最近傍基準点から算出している。ヤード内にある、または所定の距離内にある基準点の標高（測定高）から算出してもよい。詳しくは、ヤード内または所定の距離内にある基準点との距離に応じて地標高を算出してもよい。例えば、ヤード内にある基準点との距離の逆数の加重平均を地標高としてもよい。こうすることにより、より広い範囲の基準点を参照することになり、正確な地標高を推測できると期待される。

本発明はその他の様々な実施形態を取ることが可能であり、さらに、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、省略や置換等種々の変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、本明細書等に記載された発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１００ 在庫管理装置
１１１ 登録部
１１２ 地標高算出部
１１３ パイル識別部（集積物識別部）
１１４ 体積算出部
１１５ 空き地検出部
１１６ 表示制御部
１３０ 標高データベース
１３２ 測定高
１３３ 地標高
１４０ ヤードデータベース
１５０ パイルデータベース
２２１，２２２ グリッド

Claims (10)

1. 在庫が置かれる領域に含まれるそれぞれの地点の標高を取得する登録部と、
   前記地点の地標高を算出する地標高算出部と、
   前記標高と前記地標高とに基づいて、前記領域に存在する在庫の集積物の、前記地点における有無を判定する集積物識別部とを備える
   ことを特徴とする在庫管理装置。
2. 前記登録部は、
   前記地点のなかで前記集積物が存在しない基準点の指定を受け付け、
   前記地標高算出部は、
   前記領域を、前記地点を１つ以上含むグリッドに区分けし、
   前記グリッドが前記基準点を含む場合には、当該グリッドに含まれる地点の地標高を当該基準点の標高とし、
   前記グリッドが前記基準点を含まない場合には、当該グリッドから最も近い基準点を含むグリッドに含まれる地点の地標高である最近傍基準点標高と、当該グリッドに含まれる地点の標高に基づいて、当該グリッドの地点の地標高を算出する
   ことを特徴とする請求項１に記載の在庫管理装置。
3. 前記登録部は、
   前記地点のなかで前記集積物が存在しない基準点の指定、および、前記領域における前記地点の座標と当該地点の標高の関係を示す方程式の種別を受け付け、
   前記地標高算出部は、
   前記基準点において当該基準点の座標と標高を満たす前記種別の方程式に含まれるパラメータを算出し、
   前記パラメータの前記方程式を用いて前記地標高を取得する
   ことを特徴とする請求項１に記載の在庫管理装置。
4. 前記登録部は、
   前記領域に含まれる地点の地標高を含むデータを取得し、
   前記地標高算出部は、
   前記データから前記地標高を取得する
   ことを特徴とする請求項１に記載の在庫管理装置。
5. 前記集積物に含まれるそれぞれの地点における前記地標高と前記標高との差と、当該地点の面積との積の和を、当該集積物の体積として算出する体積算出部をさらに備える
   ことを特徴とする請求項１に記載の在庫管理装置。
6. 前記領域を走査して、所定形状で所定面積の領域を含み、前記集積物が存在しない領域である空き地を検出する空き地検出部をさらに備える
   ことを特徴とする請求項１に記載の在庫管理装置。
7. 前記空き地検出部は、前記空き地の面積を算出する
   ことを特徴とする請求項６に記載の在庫管理装置。
8. 前記空き地検出部は、前記空き地に集積可能な集積物の体積を算出する
   ことを特徴とする請求項６に記載の在庫管理装置。
9. コンピュータを、
   在庫が置かれる領域に含まれるそれぞれの地点の標高を取得する登録部と、
   前記地点の地標高を算出する地標高算出部と、
   前記標高と前記地標高とに基づいて、前記領域に存在する在庫の集積物の、前記地点における有無を判定する集積物識別部と
   を備える在庫管理装置として機能させるためのプログラム。
10. 在庫管理装置が、
    在庫が置かれる領域に含まれるそれぞれの地点の標高を取得するステップと、
    前記地点の地標高を算出するステップと、
    前記標高と前記地標高とに基づいて、前記領域に存在する在庫の集積物の、前記地点における有無を判定するステップとを
    実行することを特徴とする在庫管理方法。

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