JP2024064336A - Cargo handling support device, cargo handling vehicle, and cargo handling support system - Google Patents
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Abstract
【課題】好適にはい作業の支援を行う。【解決手段】フォークリフト1は制御部27を備える。制御部27は、パレットP上に載置された複数の荷Hの上面の画像に基づいて、複数の荷Hが所定の配列パターンCで配置されているか否かを判定し、この判定結果に基づいて、荷役作業の支援を行う。これにより、はい付け状態の良否を好適に判定することができる。ひいては、当該判定結果に基づいて好適にはい作業の支援を行うことができる。【選択図】図4[Problem] To provide support for loading work in an optimal manner. [Solution] A forklift 1 is equipped with a control unit 27. The control unit 27 judges whether or not a plurality of loads H are arranged in a predetermined arrangement pattern C based on an image of the top surface of the plurality of loads H placed on a pallet P, and provides support for loading work based on the result of this judgment. This makes it possible to appropriately judge whether the loading state is good or bad. In turn, support for loading work can be provided in an optimal manner based on the result of this judgment. [Selected Figure] Figure 4
Description
本発明は、荷役支援装置、荷役車両及び荷役支援システムに関する。 The present invention relates to a loading assistance device, a loading vehicle, and a loading assistance system.
特許文献1には、フォークを備える台車でパレットを含む荷を重ねる際に、フォーク先端の三次元センサで載置先の荷の上面をスキャンし、陥凹部があった場合にその存在を提示する技術が記載されている。
しかし、単純に上面の陥凹部の存在を提示するだけでは、特に非熟練者の作業者等は、そのまま荷を重ねて良いか否かの判断が難しい。そのため、フォークリフトにより複数の荷を積み上げる(又は積み降ろす)、いわゆる「はい作業」を好適に行うことが難しい。
本発明は、好適にはい作業の支援を行うことを目的とする。
However, simply showing the presence of a depression on the top surface makes it difficult for workers, especially those with no experience, to determine whether or not it is OK to stack the loads. This makes it difficult to stack (or unload) multiple loads using a forklift, a so-called "piling operation."
An object of the present invention is to preferably provide assistance for crawling tasks.
本発明に係る荷役支援装置は、
パレット上に載置された複数の荷の上面の画像に基づいて、前記複数の荷が所定の配列で配置されているか否かを判定する判定部と、
前記判定部の判定結果に基づいて、荷役作業を支援する支援部と、
を備える。
The loading and unloading support device according to the present invention comprises:
a determination unit that determines whether or not the plurality of articles are arranged in a predetermined arrangement based on an image of the upper surfaces of the plurality of articles placed on the pallet;
A support unit that supports a loading and unloading operation based on a determination result of the determination unit;
Equipped with.
本発明によれば、好適にはい作業の支援を行うことができる。 The present invention can provide optimal support for hand-holding tasks.
以下、本発明の各実施形態について図面を参照して詳細に説明する。 Each embodiment of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.
[フォークリフトの構成]
図1は、本実施形態に係るフォークリフト1のはい作業時の側面図である。
本実施形態に係るフォークリフト1は、本発明に係る荷役車両の一例であり、本発明に係る荷役支援装置を具備することにより、パレットP上の荷Hのはい付け状態を良否判定してはい作業を好適に行うものである。
「はい作業」とは、荷Hの上に荷Hを積み上げる作業(はい付け)や、複数段に積まれた荷Hを積み降ろす作業(はい崩し)等をいう。「はい付け状態の良否」とは、パレットP上に荷Hが適正にはい付けされているか否かをいう。
なお、以下の説明では、複数の荷Hがはい付けされたパレットPを「はい付けパレット体(G)」といい、はい付けパレット体G上に別のはい付けパレット体Gを重ねる作業を「はい付け(作業)」に含むものとする。本実施形態では、はい付けパレット体Gの最上段の複数の荷Hが所定の配列で配置されているか否かにより、はい付けパレット体Gの「はい付け状態の良否」を判定する。
[Forklift configuration]
FIG. 1 is a side view of a
The
"Pile work" refers to work such as stacking loads H on top of loads H (piling) and unloading loads H that are stacked in multiple layers (unpiling). "Quality of the piled load condition" refers to whether loads H are piled properly on pallets P.
In the following description, a pallet P with multiple loads H attached thereto is referred to as an "attached pallet body (G)," and the task of stacking another attached pallet body G on top of the attached pallet body G is included in "attaching (task)." In this embodiment, the "attached condition" of the attached pallet body G is judged based on whether the loads H on the top layer of the attached pallet body G are arranged in a predetermined array.
具体的に、フォークリフト1は、車体11、フォーク12、昇降体(リフト)13、マスト14、車輪15を備える。マスト14は車体11の前方に設けられ、図示しない駆動源によって駆動されて車体11の前後に傾斜する。昇降体13は、図示しない駆動源によって駆動され、マスト14に沿って昇降する。昇降体13には、荷物やパレットPなどを保持する保持部としての左右一対のフォーク12が取り付けられている。
Specifically, the
パレットPは、複数の荷Hを載置可能な荷受台である。パレットPは、2つの孔部(フォークポケット)eを有する矩形板状に形成され、この2つの孔部eに一対のフォーク12が挿入されることによりフォークリフト1に保持される。
The pallet P is a loading platform on which multiple loads H can be placed. The pallet P is formed in a rectangular plate shape with two holes (fork pockets) e, and is held by the
図2は、フォークリフト1の概略の制御構成を示すブロック図である。
この図に示すように、フォークリフト1は、上記構成に加え、駆動部21、操作部22、表示部23、撮影部24、記憶部26、制御部27を備える。本発明に係る荷役支援装置は、少なくとも制御部27を含んで構成される。
FIG. 2 is a block diagram showing a schematic control configuration of the
As shown in this figure, in addition to the above-mentioned components, the
駆動部21は、フォークリフト1の各種駆動源である走行モータ、操舵モータ及び荷役モータ(いずれも図示省略)を含む。走行モータは、車輪15のうちの駆動輪を駆動する。操舵モータは、車輪15のうちの操舵輪を回転(操舵動作)させる。荷役モータは、昇降体13の昇降とマスト14の傾倒との各動作を行わせる駆動源である。
操作部22は、オペレータ(運転者)が各種操作を行う操作手段である。操作部22は、例えばハンドルやペダル、レバー、各種ボタン等を含み、これらの操作内容に応じた操作信号を制御部27に出力する。
The
The
表示部23は、例えば液晶ディスプレイ、有機エレクトロルミネッセンスディスプレイその他のディスプレイであり、制御部27から入力される表示信号に基づいて各種情報を表示する。なお、表示部23は、操作部22の一部を兼ねるタッチパネルであってもよいし、音声表示(出力)が可能なスピーカを含んでもよい。
The
撮影部24は、本発明に係る画像取得部の一例であり、フォークリフト1の前方を撮影してその画像情報を取得し、取得した情報を制御部27に出力する。本実施形態の撮影部24は、昇降体13の下部に配置されており、昇降体13を上昇させたときに、前方に床置きされたはい付けパレット体G上の荷Hの上面が撮影範囲(画角)24Rに含まれるように、前方斜め下向きに設置されている(図1参照)。
なお、撮影部24は、荷Hの上面を含む画像を取得できるものであれば、得られる画像種別等は特に限定されず、例えばRGB画像を取得できるものでもよい。あるいは、撮影部24は、光や音波を走査して反射波を検出することで二次元形状又は三次元形状を取得するスキャナ装置であってもよい。あるいは、撮影部24は、距離情報(奥行き情報)を含む画像を取得可能なRGB-Dカメラ(デプスカメラ)、LiDAR(Light Detection And Ranging)、複眼カメラ等であってもよい。
The photographing
The type of image that can be obtained by the photographing
記憶部26は、例えばRAM(Random Access Memory)やROM(Read Only Memory)等を備えて構成されるメモリであり、各種のプログラム及びデータを記憶するとともに、制御部27の作業領域としても機能する。
本実施形態の記憶部26には、後述の荷役支援処理(図4参照)を実行するための荷役支援プログラム263のほか、学習モデル261とパレットパターンデータ262が予め記憶されている。
The
In the
学習モデル261は、画像から荷Hの上面を含む上面領域S(図6参照)を抽出するものである。学習モデル261は、例えば、上面を含む外接線等が付与された複数の荷Hのサンプル画像を教師データとした機械学習により、予め作成されて記憶部26に格納されている。学習モデル261は、深層学習されたニューラルネットワークを有するAI(Artificial Intelligence:人工知能)であってもよい。
The
パレットパターンデータ262は、略一定サイズの複数の荷H(段ボール箱等)をパレットP上に積み付ける(はい付けする)場合における荷Hの配列パターン(パレットパターン)を示すデータである。図3(a)~(g)は、パレットパターンデータ262に含まれるパレットパターンの一例を示す図であり、具体的には(a)ブロック積み(平積み)、(b)レンガ積み、(c)ピンホール積み、(d)交互列積み、(e)ダブルピンホール積み、(f)スプリット積みである。「1段目」が最下段、「4段目」が最上段を示す。
ただし、パレットパターンは図3に示すものに限定されず、例えば大きさの異なる荷Hを含むもの等であってもよい。また、本実施形態の手法により、はい付けパレット体Gのはい付け状態を良否判定する場合、パレットパターンデータ262は少なくとも最上段の配列パターンのデータを含んでいればよい。
The
However, the pallet pattern is not limited to that shown in Fig. 3 and may include, for example, loads H of different sizes. Furthermore, when the method of this embodiment is used to determine whether the mounting condition of the mounting pallet body G is good or bad, it is sufficient that the
制御部27は、例えばCPU(Central Processing Unit)等を備えて構成され、フォークリフト1各部の動作を制御する。具体的に、制御部27は、操作部22の操作内容に基づいて駆動部21を動作させたり、記憶部26に予め記憶されているプログラムを展開し、展開されたプログラムと協働して各種処理を実行したりする。
The
[荷役支援処理]
続いて、フォークリフト1がはい付け作業を行う際の荷役動作を支援する荷役支援処理について説明する。
図4は、荷役支援処理の手順を示すフローチャートであり、図5~図8は、荷役支援処理を説明するための図である。
[Loading and unloading support processing]
Next, a loading/unloading support process for supporting a loading/unloading operation when the
FIG. 4 is a flow chart showing the procedure of the cargo handling support process, and FIGS. 5 to 8 are diagrams for explaining the cargo handling support process.
荷役支援処理は、はい付け作業時に前方に床置きされたはい付けパレット体Gのはい付け状態を良否判定する処理である。この荷役支援処理は、制御部27が、所定の実行条件(例えばオペレータの実行操作等)に基づいて記憶部26から荷役支援プログラム263を読み出して展開することで実行される。
はい付け作業では、フォークリフト1が、床置きされたはい付けパレット体G上に、別のはい付けパレット体Gを持ち上げて載置する。ここでは、フォークリフト1が、別のはい付けパレット体Gを保持した状態で床上のはい付けパレット体Gの前方まで移動してきた後、フォーク12を床上のはい付けパレット体Gよりも上側まで上昇させた状態であるものとする(図1参照)。
なお、以下の説明では、特に断りのない限り、「はい付けパレット体」とは、フォーク12上に保持したものではなく、床置きされた車両前方のものを指すこととする。また、本実施形態のはい付けパレット体Gは、複数の荷Hがブロック積みされているものとする。
The loading and unloading support process is a process for determining whether the loading and unloading condition of the loading and unloading pallet body G placed on the floor in front during the loading and unloading work is good or bad. This loading and unloading support process is executed by the
In the mounting work, the
In the following description, unless otherwise specified, the term "mounted pallet body" refers to the one placed on the floor at the front of the vehicle, not the one held on the
図4に示すように、荷役支援処理が実行されると、まず制御部27は、撮影部24により、上側から見たはい付けパレット体Gの画像を取得する(ステップS1)。
このステップでは、制御部27は、オペレータの操作に基づいて、撮影部24を動作させ、フォークリフト1の前方に床置きされたはい付けパレット体Gの上面が撮影される。より詳しくは、昇降体13によりフォーク12を床上のはい付けパレット体Gよりも上側まで上昇させるに伴って、昇降体13と一体的に構成された撮影部24も当該はい付けパレット体Gよりも上側まで上昇し、当該撮影部24により当該はい付けパレット体Gを上側から見た画像が取得される。これにより、例えば図5に示すように、最上段の全ての荷Hの上面が確認できるはい付けパレット体Gの画像が得られる。この画像は記憶部26に記憶される。またこの画像は表示部23にリアルタイム表示させてもよい。
なお、撮影タイミングはオペレータの操作に基づくものでなくともよく、例えば所定の撮影タイミング(例えばフォーク12の上昇後)で定期的にフォークリフト1前方を撮影し、その画像からはい付けパレット体G(荷H)を検出することとしてもよい。
As shown in FIG. 4, when the loading and unloading support process is executed, the
In this step, the
In addition, the timing of the photographing does not have to be based on the operator's operation. For example, the front of the
次に、制御部27は、ステップS1で取得した画像を学習モデル261に入力し、当該画像から、複数の荷Hの上面を個別に含む複数の上面領域Sを抽出する(ステップS2)。
具体的には、例えば図6に示すように、ステップS1で取得した画像のうち、各荷Hの上面の領域(外接線)が、学習モデル261により上面領域Sとして抽出される。外接線とは、画像中の荷Hの上面に外接する最小の矩形(画像中における鉛直な線と水平な線とに囲まれる矩形)を意味する。学習モデル261は、例えばニューラルネットワーク等を利用した機械学習により、はい付けパレット体Gを上側から見た画像から各荷Hの上面領域Sを抽出するように予め構築されたモデルである。
なお、上面領域Sは、荷Hの上面を含む領域であればよく、荷Hの上面の外接線でなく、その外形線又は内接線等であってもよい。外形線とは荷Hの上面の外形に沿った形状を意味し、内接線とは画像中の荷Hに内接する最大の矩形(画像中における鉛直な線と水平な線とに囲まれる矩形)を意味する。荷Hを真上から撮影した場合、荷Hの外形線と外接線又は内接線とはほぼ一致する。
Next, the
Specifically, as shown in Fig. 6, for example, the area (circumscribing line) of the top surface of each load H in the image acquired in step S1 is extracted as the top surface area S by the
The upper surface area S may be an area including the upper surface of the load H, and may be the outline or inscribing line of the upper surface of the load H instead of the circumscribing line. The outline means a shape that follows the outline of the upper surface of the load H, and the inscribing line means the largest rectangle inscribed in the load H in the image (a rectangle surrounded by vertical and horizontal lines in the image). When the load H is photographed from directly above, the outline and the circumscribing line or inscribing line of the load H almost coincide with each other.
次に、制御部27は、各上面領域Sの代表点Mを設定する(ステップS3)。
本実施形態では、代表点Mとして各上面領域Sの重心(すなわち幾何中心)位置が求められる。ただし、代表点Mは重心位置に限定されず、全ての上面領域Sに共通する位置(例えば、四隅のうち平面視で右下の角)等としてもよい。
Next, the
In this embodiment, the position of the center of gravity (i.e., the geometric center) of each upper surface region S is obtained as the representative point M. However, the representative point M is not limited to the position of the center of gravity, and may be a position common to all the upper surface regions S (for example, the lower right corner of the four corners in a plan view).
次に、制御部27は、全ての代表点Mが所定の配列(配列パターン)で配置されているか否かを判定する(ステップS4)。
ここでは、制御部27は、はい付けパレット体Gの最上段の荷Hの配列情報である配列パターンCを記憶部26のパレットパターンデータ262から読み出し、各代表点Mの位置と照合する。配列パターンCは、図7に示すように、代表点Mが配置されるはずの予定位置Bが、はい付けパレット体Gのパレットパターンに対応して配列された配列情報(画像情報を含む)である。本実施形態では、オペレータがはい付けパレット体Gのパレットパターンとして「ブロック積み」を選択することにより、パレットパターンデータ262からブロック積みの最上段の配列パターンCが読み出されて各代表点Mの情報と照合される。
具体的に、制御部27は、代表点Mの情報を配列パターンCと照合して、代表点Mの過不足の有無と、その配列(平面視での二次元配列)の規則性の良否とを判定する。制御部27は、代表点Mの数量と配列パターンCの予定位置Bの数量とが一致した場合には代表点Mに過不足なしと判定し、これらが一致しない場合には代表点Mに過不足ありと判定する。また制御部27は、全ての代表点Mが、対応する予定位置Bの範囲内に位置していた場合には代表点Mの配列の規則性が良好であると判定し、1つの代表点Mでも予定位置Bの範囲外に位置していた場合には代表点Mの配列の規則性が良好でないと判定する。
なお、オペレータがパレットパターンを選択する操作は、ステップS4の時点で行われてもよいし、予め行われていてもよい。また、オペレータによるパレットパターンの選択に代えて、全ての代表点Mの位置の情報から荷Hのパレットパターンを推定することとしてもよい。また、配列パターンCにおける各予定位置Bの範囲はオペレータが任意に設定できるのが好ましい。また、良否判定の条件は任意に設定でき、例えば所定数量以内または内側の代表点Mであれば欠落等していても良好と判定する、等としてもよい。
そして、全ての代表点Mが所定の配列で配置されていない(すなわち、代表点Mの数量に過不足があるか、または代表点Mの配列の規則性が良好でない)と判定した場合(ステップS4;No)、制御部27は、後述のステップS7へ処理を移行する。
Next, the
Here, the
Specifically, the
The operation of the operator to select the pallet pattern may be performed at the time of step S4, or may be performed in advance. Also, instead of the operator selecting the pallet pattern, the pallet pattern of the load H may be estimated from the information on the positions of all the representative points M. Also, it is preferable that the operator can arbitrarily set the range of each planned position B in the arrangement pattern C. Also, the conditions for determining pass/fail may be arbitrarily set, and for example, if the representative point M is within a predetermined number or on the inside, it may be determined to be good even if there is a missing point, etc.
Then, if it is determined that all of the representative points M are not arranged in a specified array (i.e., there is an excess or shortage of the number of representative points M, or the regularity of the array of the representative points M is not good) (Step S4; No), the
一方、ステップS4において、全ての代表点Mが所定の配列で配置されている(すなわち、代表点Mの数量に過不足がなく、かつ、代表点Mの配列の規則性が良好である)と判定した場合(ステップS4;Yes)、制御部27は、全ての代表点Mが判定用領域R内に収まっているか否かを判定する(ステップS5)。
このステップでは、ステップS4において代表点Mの二次元配列が良好であった場合に、その三次元位置(高さ位置)が良好であるか否かを判定する。具体的には、撮影部24による画像情報と併せて、その距離情報(奥行き情報)が得られる場合に、はい付けパレット体Gの最上段の荷Hの高さの良否を判定する。撮影部24による二次元の画像情報しか得られない場合等には、このステップを省略してもよい。
具体的に、撮像画像の距離情報を有する場合には、図8に示すように、各代表点Mの三次元座標を取得し、全ての代表点M(図では3つのみ例示)が高さ方向の判定用領域R内に収まっているか否かを判定する。判定用領域Rは、はい付けパレット体Gの最上段の各荷Hの上面高さが適正か否かを判定するためのものであり、その位置及び範囲が予め設定されている。ただし、判定用領域Rは、オペレータが任意に設定できてもよいし、各荷Hについて個別に設定できてもよいし、設定できるタイミングがいつであってもよい(例えば当該ステップS5の直前でもよい)。
なお、距離情報を得る構成は特に限定されず、例えば、撮影部24とは別に(又は一体的に)TOF(Time Of Flight)センサ等を設けてもよいし、上述したように撮影部24として三次元の点群データを含む画像が得られるRGB-Dカメラ(デプスカメラ)やステレオカメラ等を用いてもよい。もしくは、撮影部24の内部パラメータから、画像上のスケール(とアスペクト比)に基づいて距離を求めてもよい。
On the other hand, if it is determined in step S4 that all representative points M are arranged in a predetermined array (i.e., there is no excess or deficiency in the number of representative points M, and the array of representative points M has good regularity) (step S4; Yes), the
In this step, if the two-dimensional arrangement of the representative points M is good in step S4, it is judged whether or not the three-dimensional positions (height positions) are good. Specifically, if distance information (depth information) is obtained together with image information from the photographing
Specifically, when distance information of the captured image is available, as shown in Fig. 8, the three-dimensional coordinates of each representative point M are acquired, and it is determined whether or not all representative points M (only three are illustrated in the figure) are within a determination region R in the height direction. The determination region R is for determining whether or not the top surface height of each load H on the topmost level of the mounting pallet body G is appropriate, and its position and range are set in advance. However, the determination region R may be set arbitrarily by the operator, or may be set individually for each load H, and may be set at any time (for example, immediately before step S5).
The configuration for obtaining the distance information is not particularly limited, and for example, a TOF (Time Of Flight) sensor or the like may be provided separately from (or integrated with) the
ステップS5において全ての代表点Mが判定用領域R内に収まっていると判定した場合(ステップS5;Yes)、制御部27は、はい付けパレット体G上の荷Hが適正にはい付けされていると判定し、フォークリフト1に荷役(はい付け)作業の続行を許可する(ステップS6)。
ここでは、制御部27は、オペレータの操作に基づいて、フォーク12で持ち上げたはい付けパレット体Gを、床置きされたはい付けパレット体Gの上にそのまま載置させる。つまり、制御部27は、オペレータの操作に反してフォークリフト1の動作を制限することをしない。
このとき、制御部27は、床置きされたはい付けパレット体Gが適正にはい付けされていることをオペレータに報知してもよい。この報知態様は特に限定されず、例えば表示部23に「はい付けOK」と文字表示してもよいし、文字以外の画像等を表示させてもよいし、音声出力やランプ点灯等を行ってもよい。
If it is determined in step S5 that all representative points M are within the judgment region R (step S5; Yes), the
Here, the
At this time, the
一方、ステップS5において、少なくとも1つの代表点Mが判定用領域R内に収まっていないと判定した場合(ステップS5;No)、もしくは、ステップS4において代表点Mが所定の配列で配置されていないと判定した場合(ステップS4;No)、制御部27は、はい付けパレット体G上の荷Hが適正にはい付けされていないと判定し、はい付けパレット体Gのはい付け状態の不良をオペレータに報知する(ステップS7)。これにより、土台となるはい付けパレット体Gの安定性が十分でない場合に、はい付けを続行しないようオペレータに警告できる。
具体的に、制御部27は、例えば表示部23に「はい付けNG」と文字表示する等して、床置きされたはい付けパレット体Gが適正にはい付けされていないことをオペレータに報知する。ただし、この報知態様は特に限定されず、文字以外の画像等を表示させてもよいし、音声出力やランプ点灯等を行ってもよい。
またここでは、制御部27は、現状の配列パターンを表示部23に表示させてもよい。この表示を見ることにより、オペレータは、いずれの荷Hの配置が適正でないかを認識することができる。
さらにここでは、制御部27は、駆動部21を制御し、フォークリフト1の動作を一時停止又は速度を低下させる運転制御を行って、荷役作業の続行を禁止又は制限してもよい。これにより、安定性の不十分なはい付けパレット体G上に別のはい付けパレット体Gが載置される事態を回避でき、ひいては荷崩れの発生を抑制できる。
On the other hand, if it is determined in step S5 that at least one representative point M is not within the judgment region R (step S5; No), or if it is determined in step S4 that the representative points M are not arranged in a predetermined array (step S4; No), the
Specifically, the
Here, the
Furthermore, the
次に、制御部27は、荷役支援処理を終了させるか否かを判定し(ステップS8)、終了させないと判定した場合には(ステップS8;No)、上述のステップS1へ処理を移行する。
そして、例えばはい付け作業の終了等により、荷役支援処理を終了させると判定した場合には(ステップS8;Yes)、制御部27は、荷役支援処理を終了させる。
Next, the
Then, when it is determined that the loading/unloading support process should be ended, for example, due to the completion of the loading work (step S8; Yes), the
なお、本実施形態では、複数の荷Hが所定の配列で配置されているか否かの判定結果に基づいて、荷役作業の支援が行われればよい。ここでの「荷役作業の支援」とは、上述したように、判定結果(複数の荷Hが所定の配列で配置されている又はされていない)の報知や、荷役作業の続行の許可又は制限を含む。 In this embodiment, assistance with loading and unloading operations may be provided based on the result of the determination as to whether or not the multiple loads H are arranged in a predetermined arrangement. As described above, "assistance with loading and unloading operations" here includes notification of the determination result (whether or not the multiple loads H are arranged in a predetermined arrangement) and permission or restriction of continuation of loading and unloading operations.
[本実施形態の技術的効果]
以上のように、本実施形態によれば、パレットP上に載置された複数の荷H(はい付けパレット体G)の上面の画像に基づいて、複数の荷Hが所定の配列で配置されているか否かが判定される。そして、この判定結果に基づいて荷役作業の支援が行われる。
これにより、土台となるはい付けパレット体Gの安定性を評価して荷崩れやその予兆を検出でき、荷役作業(はい作業)時の事故発生を抑制できる。
したがって、はい付けパレット体Gが適正にはい付けされているか否か、すなわち、はい付け状態の良否を好適に判定することができる。ひいては、当該判定結果に基づいて好適にはい作業の支援を行うことができる。
[Technical effect of the present embodiment]
As described above, according to this embodiment, it is determined whether or not the multiple loads H (mounted pallet body G) are arranged in a predetermined arrangement based on an image of the top surface of the multiple loads H placed on the pallet P. Then, support for loading and unloading work is provided based on the result of this determination.
This makes it possible to evaluate the stability of the base pallet body G and detect cargo collapse or signs of such collapse, thereby preventing accidents during loading and unloading operations (loading operations).
Therefore, it is possible to appropriately determine whether the mounting pallet body G is properly mounted, i.e., whether the mounting state is good or bad. Furthermore, it is possible to appropriately support the mounting work based on the determination result.
また、本実施形態によれば、はい付けパレット体Gの最上段の複数の荷Hが所定の配列で配置されていないと判定された場合に、当該判定結果が報知される(例えば表示部23に表示される)。
これにより、荷役の作業者(例えばフォークリフト1の運転者)は、はい付け状態の良否、すなわち荷崩れやその予兆等を、直ちに認識することができる。したがって、非熟練者の作業者等であっても、そのまま荷Hを重ねて良いか否かを容易に判断できる。ひいては、当該判定結果に基づいて好適にはい作業の支援を行うことができる。
In addition, according to this embodiment, if it is determined that the multiple loads H on the top level of the mounting pallet body G are not arranged in a specified array, the determination result is notified (for example, displayed on the display unit 23).
This allows the loading and unloading worker (e.g., the operator of the forklift 1) to immediately recognize whether the loading condition is good or bad, i.e., whether the load is collapsing or a sign of such a collapse. Therefore, even an unskilled worker can easily determine whether it is OK to continue stacking the loads H. Furthermore, the loading and unloading work can be appropriately assisted based on the result of the determination.
また、本実施形態によれば、機械学習された学習モデル261を用いて、画像から上面領域Sが抽出される。
このように学習モデル261を用いることで、例えばはい付けパレット体Gの背景等に起因した上面領域Sの誤認識を抑制でき、少ない負荷でより正確な演算を実現できる。すなわち、カメラ画像上での荷の輪郭(エッジ)抽出や画像差分等に基づく手法では、複雑な背景下や環境変動が起こった場合にエッジや差分を正確に検出できないおそれがあるところ、学習モデル261を用いることで、より正確に上面領域Sを抽出できる。
また、荷Hとして使用可能性のあるものを予め学習モデル261に取り込んでおけば、荷Hが複数種類の場合等にも好適に対応できる。
例えば図9に示すように、荷Hが箱型以外のもの(袋状、棒状等)であっても、予め学習させておくことにより、好適にその上面(又は上面に対応する部分)を上面領域Sとして抽出できる。なお、図9では、荷Hの上面の外形線を上面領域Sとして抽出した場合を例示している。
あるいは、例えば図10(a)に示すように、上面が破損した荷Haや、他の荷Hとは種類の異なる荷Hbが混在していた場合であっても、予め学習させておくことにより、好適にこれらを検出できる。検出結果は、例えば図10(b)に示すように、荷Hの代表点Mとは異なる代表点Ma、Mbを表示させる等してオペレータに報知できる。破損した荷Haや種類違いの荷Hbは、例えば上面の大きさや形状、色、模様など、画像から取得可能な情報に基づいて識別できればよい。もしくは、正しい荷Hの形状等との一致率が所定値以下のものを、破損品又は別種のものとして検出してもよい。なお、図10(a)では、荷Ha、Hbの上面の外形線を上面領域Sa、Sbとして抽出し、その重心位置を代表点Ma、Mbとして設定した場合を例示している。
Furthermore, according to this embodiment, the upper surface region S is extracted from the image using the machine-learned
By using the
Furthermore, if items that can be used as cargo H are incorporated into the
For example, as shown in Fig. 9, even if the article H is not box-shaped (bag-shaped, rod-shaped, etc.), by having the system learn in advance, it is possible to suitably extract its top surface (or a portion corresponding to the top surface) as the top surface area S. Note that Fig. 9 illustrates an example in which the outline of the top surface of the article H is extracted as the top surface area S.
Alternatively, even if a load Ha with a damaged top surface or a load Hb of a different type from other loads H are mixed in, as shown in FIG. 10(a), these can be detected suitably by learning in advance. The detection result can be notified to the operator by displaying representative points Ma and Mb different from the representative point M of the load H, as shown in FIG. 10(b). The damaged load Ha and the load Hb of a different type can be identified based on information that can be obtained from the image, such as the size, shape, color, and pattern of the top surface. Alternatively, a load with a matching rate with the shape of the correct load H or the like of a predetermined value or less may be detected as a damaged item or a different type. Note that FIG. 10(a) illustrates a case in which the outline of the top surface of the loads Ha and Hb is extracted as the top surface areas Sa and Sb, and the center of gravity of the top surface areas Sa and Sb are set as the representative points Ma and Mb.
また、本実施形態によれば、距離情報を含む画像を取得した場合に、この画像に基づいて、複数の荷Hが所定の高さ範囲内に配置されているか否かが判定される。
これにより、はい付けパレット体G上の複数の荷Hの配列を、平面視での二次元配列だけでなく、三次元的に評価することができる。したがって、より好適にはい付け状態の良否を判定することができる。
Furthermore, according to this embodiment, when an image including distance information is acquired, it is determined based on this image whether or not multiple loads H are placed within a predetermined height range.
This makes it possible to evaluate the arrangement of the loads H on the mounting pallet body G not only as a two-dimensional arrangement in a plan view, but also three-dimensionally, so that the quality of the mounting condition can be more appropriately determined.
また、本実施形態によれば、撮影部24がフォーク12と一体的に昇降可能に配置され、はい付けパレット体Gを保持したフォーク12とともに上昇された状態で、はい付けパレット体G上の複数の荷Hの上面の画像が取得される。
そのため、床置きされたはい付けパレット体G上に別のはい付けパレット体Gを載せる一連の作業の中で、床上のはい付けパレット体Gの荷Hの画像を取得して、そのはい付け状態の良否を判定できる。つまり、作業効率を殆ど低下させることなく、はい付け状態を好適に良否判定できる。
In addition, according to this embodiment, the photographing
Therefore, during a series of operations in which another mounting pallet body G is placed on a mounting pallet body G placed on the floor, images of the loads H on the mounting pallet body G on the floor can be acquired and the quality of the mounting condition can be judged. In other words, the quality of the mounting condition can be suitably judged without substantially reducing the work efficiency.
<その他>
以上、本発明の実施形態について説明した。しかし、本発明は上記の実施形態に限られない。
例えば、荷役支援処理では、パレットPに対する荷Hの相対位置を評価してもよい。この評価は、例えば、ステップS1で取得した画像から、パレットPの前面を含む領域(外形線)をパレット領域L(図6参照)として抽出してパレットPの位置情報を取得し、パレットPに対して最上段の各荷Hが所定の水平位置範囲内にあるか否かを判定すればよい。パレット領域Lの抽出は、学習モデルに依ってもよいし、他の画像処理に依ってもよい。
<Other>
Although the embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above embodiment.
For example, the loading and unloading support process may evaluate the relative position of the load H with respect to the pallet P. This evaluation may be performed, for example, by extracting an area (outline) including the front surface of the pallet P as a pallet area L (see FIG. 6) from the image acquired in step S1 to obtain position information of the pallet P, and determining whether or not each load H on the top shelf is within a predetermined horizontal position range with respect to the pallet P. Extraction of the pallet area L may be performed based on a learning model or other image processing.
また、上記実施形態では、荷役支援処理のステップS2において、学習モデル261により画像から上面領域Sを抽出することとしたが、エッジ抽出や画像差分等に基づく画像処理によって上面領域Sを抽出してもよい。
In addition, in the above embodiment, in step S2 of the loading and unloading support process, the upper surface area S is extracted from the image using the
また、上記実施形態では、パレットPに荷Hがはい付けされたはい付けパレット体Gを積み上げる場合について説明した。
しかし、荷役支援処理は、パレットP上に複数の荷Hをはい付けする(積み上げる)場合や、はい付けパレット体Gを積み降ろす場合にも適用できる。前者の場合には、各段ごとに画像を取得してはい付け状態(荷積み状態)の良否を確認しつつ、パレットP上に荷Hを積み上げることができる。後者の場合には、フォーク12で持ち上げるはい付けパレット体Gに荷崩れ等のおそれが少ないことを確認しつつ、はい付けパレット体Gを積み降ろすことができる。
In the above embodiment, the case where the attached pallet body G, on which the load H is attached to the pallet P, is stacked up has been described.
However, the loading and unloading support process can also be applied to cases where a plurality of loads H are to be attached (stacked) on a pallet P, and cases where a mounted pallet body G is to be loaded and unloaded. In the former case, the loads H can be stacked on the pallet P while acquiring an image for each layer to check whether the mounted state (loading state) is good or bad. In the latter case, the mounted pallet body G can be loaded and unloaded while checking that there is little risk of the load collapsing on the mounted pallet body G lifted by the
また、上記実施形態では、本発明に係る荷役支援装置がフォークリフト1に搭載され、荷役支援処理の全てがフォークリフト1上で実行される場合について説明した。
しかし、荷役支援処理の少なくとも一部が外部設備(例えば荷役作業場の管理室)で実行されることとしてもよい。具体的には、例えば図11に示すように、相互の通信部25、55により通信可能に構成されたフォークリフト1と管理装置5とを含む荷役支援システム100を構成する。そして、フォークリフト1が撮影した画像を管理装置5に送信して、管理装置5の制御部57が算出した結果をフォークリフト1に送信すればよい。この場合、管理装置5は、荷Hの上面に関する画像情報その他の情報等をデータベース化して管理してもよい。管理装置5は、荷役作業場の制御装置(コンピュータ)であってもよいし、モバイル端末等であってもよい。処理に必要なデータ(学習モデル261等)は管理装置5の記憶部56に格納されていてもよい。ただし、この場合におけるフォークリフト1と管理装置5での処理の分担程度は特に限定されない。
In the above embodiment, the cargo handling support device according to the present invention is mounted on the
However, at least a part of the loading/unloading support process may be executed in an external facility (for example, a management room in a loading/unloading work site). Specifically, for example, as shown in FIG. 11, a loading/
また、上記実施形態では、フォークリフト1に搭載した撮影部24により荷Hの画像を取得することとしたが、撮影部24は荷役作業場に設置(固定)されていてもよい。この場合、撮影部24が取得した画像は、荷役支援処理を実行するフォークリフト1又は管理装置5に送信されればよい。また、はい付け状態の良否を報知する報知部(上記実施形態の表示部23)を荷役作業場に設置(固定)してもよい。
In addition, in the above embodiment, the image of the load H is captured by the
また、上記実施形態では、荷役車両としてフォークリフトを一例にとって説明したが、本発明に係る荷役車両は、荷の搬送、荷積み、荷下ろしを行う様々な重機であってもよい。また、荷役車両は、搭乗した(又は遠隔の)運転者により手動運転されてもよいし、自動運転されてもよい。自動運転の場合、はい付け状態の良否の報知は遠隔の管理装置に対してなされるのがよい。遠隔操作の場合、オペレータは作業現場の情報を入手しにくいために作業に関する判断が難しいところ、荷が所定の配列で配置されているか否かさえ判定できれば作業続行等の判断をしやすいという点において、本発明を好適に適用できる。
また、荷が積まれるパレットは、フォークリフト用のパレットに限られず、荷を搬送するための荷役台であり、重機によって搬送されるものであれば、どのような構成であってもよい。
その他、実施の形態で示した細部は、発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
In the above embodiment, a forklift is used as an example of a loading vehicle, but the loading vehicle according to the present invention may be various heavy machinery that transports, loads, and unloads loads. The loading vehicle may be manually driven by an onboard (or remote) driver, or may be automatically driven. In the case of automatic driving, the quality of the loading condition is preferably notified to a remote management device. In the case of remote control, it is difficult for an operator to obtain information on the work site, making it difficult to make decisions regarding the work. However, the present invention can be suitably applied in that it is easy to make decisions such as continuing the work if it is possible to determine whether the loads are arranged in a predetermined arrangement.
Furthermore, the pallet on which the load is loaded is not limited to a pallet for a forklift, but may be any type of loading platform for transporting loads and capable of being transported by heavy machinery.
In addition, the details shown in the embodiment can be modified as appropriate without departing from the spirit of the invention.
1 フォークリフト(荷役車両)
5 管理装置
12 フォーク(保持部)
13 昇降体
23 表示部
24 撮影部(画像取得部)
26 記憶部
27 制御部(判定部、支援部、第2判定部)
100 荷役支援システム
261 学習モデル
262 パレットパターンデータ
263 荷役支援プログラム
B 予定位置
C 配列パターン
G はい付けパレット体
H 荷
L パレット領域
M 代表点
P パレット
R 判定用領域
S 上面領域
1. Forklift (cargo handling vehicle)
5
13
26
100 Cargo handling
Claims (9)
前記判定部の判定結果に基づいて、荷役作業を支援する支援部と、
を備える荷役支援装置。 a determination unit that determines whether or not the plurality of articles are arranged in a predetermined arrangement based on an image of the upper surfaces of the plurality of articles placed on the pallet;
A support unit that supports a loading and unloading operation based on a determination result of the determination unit;
A loading and unloading support device.
前記複数の荷の上面の画像から、前記複数の荷の上面それぞれの代表点を設定し、
複数の前記代表点が所定の配列で配置されているか否かを判定する、
請求項1に記載の荷役支援装置。 The determination unit is
From the images of the upper surfaces of the plurality of objects, representative points of the upper surfaces of the plurality of objects are set;
determining whether the representative points are arranged in a predetermined array;
The loading and unloading support device according to claim 1.
前記荷の上面の画像と当該上面を含む領域を囲う線とが対応付けられた教師データによって機械学習された学習モデルを用いて、前記複数の荷の上面の画像から、前記複数の荷の上面を個別に含む複数の上面領域を抽出し、
前記複数の上面領域それぞれの前記代表点を求める、
請求項2に記載の荷役支援装置。 The determination unit is
extracting a plurality of top surface regions each including the top surfaces of the plurality of packages from the images of the top surfaces of the plurality of packages using a learning model machine-learned from training data in which the images of the top surfaces of the packages are associated with lines surrounding the areas including the top surfaces;
determining the representative point for each of the plurality of upper surface regions;
The loading and unloading support device according to claim 2.
前記判定部は、前記複数の代表点を前記配列パターンと照合して、前記複数の代表点が所定の配列で配置されているか否かを判定する、
請求項2に記載の荷役支援装置。 A storage unit that stores in advance an appropriate arrangement pattern of the plurality of loads,
the determination unit compares the plurality of representative points with the arrangement pattern to determine whether the plurality of representative points are arranged in a predetermined arrangement.
The loading and unloading support device according to claim 2.
前記所定の配列は、平面視での二次元配列である、
請求項1に記載の荷役支援装置。 An image acquisition unit that acquires images of the upper surfaces of the plurality of articles,
The predetermined array is a two-dimensional array in a plan view.
The loading and unloading support device according to claim 1.
前記画像取得部が取得した画像に基づいて、前記複数の荷が所定の高さ範囲内に配置されているか否かを判定する第2判定部を備える、
請求項5に記載の荷役支援装置。 the image acquisition unit acquires an image including distance information,
a second determination unit that determines whether the plurality of objects are placed within a predetermined height range based on the image acquired by the image acquisition unit,
A loading and unloading support device according to claim 5.
前記パレットを保持可能であり、かつ昇降可能な保持部と、
を備える荷役車両。 The loading and unloading support device according to claim 1 ;
A holding part capable of holding the pallet and capable of lifting and lowering;
A loading vehicle equipped with:
前記制御部は、前記複数の荷が所定の配列で配置されていると前記判定部が判定した場合に、前記複数の荷に対する荷役作業を許可する、
請求項7に記載の荷役車両。 A control unit for controlling the operation of the loading vehicle is provided,
The control unit permits loading and unloading operations on the plurality of loads when the determination unit determines that the plurality of loads are arranged in a predetermined arrangement.
A loading vehicle according to claim 7.
前記荷役支援装置と通信可能な管理装置と、
を備え、
前記管理装置は、前記荷の上面の情報をデータベース化して管理する、
荷役支援システム。 The loading and unloading support device according to claim 1 ;
A management device capable of communicating with the loading and unloading support device;
Equipped with
The management device manages information on the top surface of the load in a database.
Cargo handling assistance system.
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP2022172845A JP2024064336A (en) | 2022-10-28 | 2022-10-28 | Cargo handling support device, cargo handling vehicle, and cargo handling support system |
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Publications (1)
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