JP2703546B2 - 荷物載置場所のターゲット認識方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】 本発明は、荷物載置場所のターゲツト認識方法に係
り、特に、パレツトの所定の位置に設けられたターゲツ
トを高精度に認識する際に用いるのに好適な、荷物載置
場所のターゲツト認識方法に関する。 【従来の技術】 工場内で、コイル等の荷をパレツト等の荷物載置場所
上の所定位置に載置する際には、該荷をクレーン等で吊
り、該クレーンをパレツト上の所定位置に位置決めして
荷を吊り降ろす必要がある。このため、特開昭62−1387
02で開示されたクレーンの吊荷中心位置の検出方法で
は、クレーン上にテレビカメラを設け、該カメラで荷を
撮像して、この際に作成された撮像信号から吊荷中心を
検出するようにしている。 【発明が解決しようとする問題点】 しかしながら、この方法においては、例えば鋼板のよ
うに、吊荷形状が一定（投影面積部の分布比重が一定）
でなければ吊荷中心を特定することが難しく、良好な位
置決め精度が得られない。又、荷吊りのみに有効であ
り、荷降ろしに用いることができない。 そこで前記パレツトに所定のターゲツトを設け、パレ
ツト上に設けられたターゲツトをテレビカメラによつて
撮像して作成される映像信号から認識する方法が考えら
れる。 しかしながら、この方法においては、該ターゲツトの
周囲にターゲツトと近似したパターン、例えばパレツト
の汚れ等が存在した場合、前記映像信号の中に前記汚れ
等のパターンが残留して、そのパターンと前記ターゲツ
トのパターンとが誤認識を生じ易くなる。又、撮像され
るターゲツト周囲の照度も場所や条件によつて変化する
ため、作成される映像信号レベルが変化してしまう。 従つて、前記の如くテレビカメラの映像信号のみによ
つてターゲツトを認識しようとした場合には、前記の如
く誤認識や映像信号レベルの変化による認識精度上の問
題があり、確実なターゲツトの位置判定ができないとい
う問題点がある。 【発明の目的】 本発明は、前記従来の問題点を解消すべくなされたも
ので、パレツト等のＶ字状の荷物載置場所上のターゲツ
トを、誤認識することなく安定して認識することがで
き、従つて、ターゲツトの位置判定を高精度で実行する
ことができる荷物載置場所のターゲツト認識方法を提供
することを目的とする。 【問題点を解決するための手段】 本発明は、荷物載置場所のターゲツト認識方法におい
て、搬送した荷を載置するＶ字状の荷物載置場所の谷部
に、ターゲツトが暗色、その直近周辺部が明色となるよ
うに、所定パターンのターゲツトを設け、該ターゲツト
のパターンを記憶し、前記ターゲツトの直近周辺部を明
情報、該ターゲツト及び荷物載置場所のＶ字状斜面部を
暗情報として、ターゲツトを明確に判別できるように光
量を調節する光量調整手段を備えた撮像手段で前記ター
ゲツトを撮像して映像信号を作成し、作成された映像信
号を２値化処理して画像信号を作成し、作成された画像
信号と、記憶されたターゲツトのパターンとを比較する
ことにより、該画像信号中から前記ターゲツトを認識す
るようにして、前記目的を達成したものである。 【作用】 本発明においては、搬送した荷を載置するＶ字状の荷
物載置場所の谷部に、ターゲツトが暗色、その直近周辺
部が明色となるように、所定パターンのターゲツトを設
け、該ターゲツトのパターンを記憶し、前記ターゲツト
の直近周辺部を明情報、該ターゲット及び荷物載置場所
のＶ字状斜面部を暗情報として、ターゲツトを明確に判
別できるように光量を調節する光量調整手段を備えた撮
像手段で前記ターゲツトを撮像して映像信号を作成し、
該映像信号を２値化処理して画像信号を作成し、該画像
信号と、記憶されたターゲツトのパターンとを比較する
ことにより、前記画像信号中のターゲツトを認識するよ
うにしている。 従つて、ターゲツトのパターンを汚れ等と誤認識する
ことなく精度よく認識することができる。又、光量調整
手段により所望の光量の入射光を撮像手段に取り入れて
映像信号を作成できるため、ターゲツト周囲の照度が変
化しても、該映像信号レベルが変化することなく、ター
ゲツトの認識を安定して行うことができる。よつて、タ
ーゲツトの位置判定を安定且つ正確に行なうことができ
る。 【実施例】 以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明す
る。 この実施例は、第１図に示されるような、所望の光量
の入射光を入射させるための自動絞り機構付きレンズ
（特許請求の範囲中の「光量調整手段」に相当）10を備
えたテレビカメラ12を用いて、コイル（図示省略）を載
置するためのＶ字状の荷物載置場所を有するパレツト14
上にクレーン（図示省略）を位置決めするため、該パレ
ツト14の谷部14B上に設けたターゲツト16近傍を撮像し
て映像信号を作成し、該映像信号から該ターゲツト16を
認識して、図示されないクレーンの位置決めに用いるも
のである。 前記テレビカメラ12は、図示されないがクレーンに取
付けられており、該テレビカメラ12で作成された映像信
号は、ターゲツト16を認識するための演算装置17に入力
される。なお、第１図中符号Ｆはテレビカメラ12の視野
である。 この演算装置17は、２値変換部18、バツフアメモリ2
0、パターン特徴判定部22、アドレス判定部24、インタ
ーフエイス（I/F）26を有している。 この演算装置17に入力された映像信号は、２値変換部
18に入力される。この２値変換部18は、入力された映像
信号を１、０の２値信号に変換（２値化処理）して（こ
の変換した２値信号を画像信号と称する）、バツフアメ
モリ20に入力する。 このバツフアメモリ20は、変換された後の１画面分の
画像信号を記憶しておく。このバツフアメモリ20で記憶
された画像信号は、パターン特徴判定部22に出力され
る。 該パターン特徴判定部22は、前記記憶された画像信号
とターゲツト16のパターンを比較して検索することによ
り、該画像信号の中から前記ターゲツト16と同じパター
ンの図形を認識する。なお、この検索を行うため、この
パターン特徴判定部22には、予めターゲツト16のパター
ンが画像信号として２値変換部18を介して、あるいは直
接に入力されて記憶されている。前記パターン特徴判定
部22の検索結果はアドレス判定部24に入力される。 該アドレス判定部24は、入力された検索結果から前記
ターゲツト16の位置を判定し認識する。このアドレス判
定部24の計測結果は、インターフエイス26を介して、外
部に計測結果信号、例えばターゲツト16の位置信号とし
てクレーンの位置を制御するための位置制御装置（図示
省略）に伝達される。このインターフエイス26には、
又、外部指示信号、例えば計測開始信号が入力され、こ
の演算装置17を作動させるようになつている。 前記ターゲツト16は、識別を容易とするため、その形
状と配色に特別の工夫を施し、前記パレツト14に設置す
ることが必要である。従つて、実施例では、第２図に示
されるように、パレツト14の谷部14B上のターゲツト16
以外の部分に白色を地色として塗装すると共に、黒色の
塗装により円形のターゲツト16を前記谷部14B上に描い
て形成している。なお、ターゲツト16の塗色及び該ター
ゲツト16以外の谷部14B上の塗色は、それらの間にコン
トラストが得られれば何色でもよい。 又、このターゲツト16を形成するのに、前記谷部14B
上を白色に塗装すると共に、前記谷部14Bに、底部のあ
る所定深さの円形の穴、あるいは貫通孔を設けることに
より、パレツト14にターゲツト16を形成することもでき
る。なお、ターゲツト16の平面形状は円形のみならず、
任意の形状にできる。例えば方形あるいは識別容易な記
号又は標章等としてもよい。なお、第２図はコイルを載
置するために案出されたパレツトである。 前記のような黒色の塗装、又は、穴あるいは貫通孔か
らなるターゲツト16は、該ターゲツト16以外の谷部14B
上の部分とのコントラストを得ることが必要であるた
め、テレビカメラ12の映像レベルとしては、照明光の反
射光を受けるターゲツト16以外の部分を明情報とし、該
ターゲツト16を暗情報にする。 従つて、実施例のようにターゲツト16が黒色に塗装さ
れた形成されている場合には、この黒色部分での艶反射
が無いことが条件とされる。例えば鋼板等が黒色に塗装
されている場合等には、照明光を反射するときがあり、
従つて、ターゲツト16を形成するため塗装する黒色は、
吸光性のある黒色であることが必要である。なお、荷、
例えばコイルをパレツト14上に載置した際に、該荷が当
接する、該パレツト14の斜面部14Aは、谷部14Bの視認性
を向上させるため塗装されていない。又、荷が谷部14B
に当接して前記塗装されたターゲツト16を汚損せず、且
つ削り落とさずに荷を支持できるように、斜面部14Aが
形成されている。 又、ターゲツト16が穴あるいは貫通孔で形成されてい
る場合には、所定の照明装置からの照明光や自然光がタ
ーゲツト16近傍に照射されて、それらの光が前記穴又は
貫通孔内で乱反射し、テレビカメラ12で撮像して作成し
たターゲツト16の映像信号に所望のレベルが得られるた
め、該ターゲツト16を認識できる。但し、ターゲツト16
が底部のある穴で形成されている場合には、該穴の底面
の反射光によりテレビカメラ12が明情報を得ない条件で
あることが必要である。即ち、ターゲツト16の情報を暗
情報とするために、穴底面に照明光が当らない程度の位
置に該底面があるように穴を形成することが必要であ
る。 上記のよにターゲツト16を穴あるいは貫通孔で形成す
れば、谷部14Bに荷が当接した場合でも、前記のように
塗装によりターゲツト16を形成したのとは異なり、ター
ゲツト16が削り落とされて、そのパターンが変化するこ
とがないため、パレツト16の保守点検に要する手間が省
け、省力化できる。又、ターゲツト16に汚れが付着する
ことがなく、認識精度を向上させることができる。 前記ターゲツト16に照明光を照射するための照明装置
には、強い平滑光（照射方向断面の光強度が一定の光）
を照射することのできる照明装置を用いることが望まし
い。このようにすれば、ターゲツト16をパレツト14の谷
部14Bのターゲツト16以外の部分から容易に識別するこ
とができる。 前記テレビカメラ12は、前記照明光あるいは自然光が
照射されて生じたパレツト14からの反射光を受光し、こ
の反射光による光信号を光電変換素子（例えば電荷結合
素子“CCD"）で電気信号の映像信号に変換する。 ところで、前記テレビカメラ12に入射する光量を調整
することのできない固定絞りレンズを使用した場合に
は、入射光量を調整できないことから、カメラの照射光
量が大のとき、撮像感度が過飽和となり、前記光電変換
素子の撮像情報は全体的に明情報となつて、ターゲツト
16からの情報が隠れてしまう。又、前記入射光量が小の
ときは、撮像感度が不足し、光電変換素子の撮像情報が
全体的に暗情報となり、前記ターゲツト16からの情報が
隠れてしまう。 しかるに、コイル等のヤードを備えた工場の照度は、
昼夜によつて変化しており、且つ、照明装置の他に補助
照明を併用したとしても、照明光量の減衰等の影響で、
前記テレビカメラ12Aの入射光量を常に最適な感度状態
になる光量に維持することは困難である。 従つて、ターゲツト16からの情報を得るためには、一
定の光量範囲において常に一定の最適感度で撮像可能な
光量が得られる光量調整手段が前記テレビカメラ12には
不可欠である。よつて、前記テレビカメラ12には、光量
調整手段として自動絞り機構付きレンズ10が備えられて
いる。この自動絞り機構付きレンズ10は、テレビカメラ
12で撮像して作成した映像信号の平均レベルが一定値と
なるように、絞りをフイードバツク制御して光量を調節
する。 ところで、第１図に示されるような、パレツト14上の
ターゲツト16近傍を、上述のようにテレビカメラ12で撮
像して映像信号を作成し、それを演算装置17に入力する
が、この演算装置17においては、まずこの入力された映
像信号を２値化処理して画像信号を作成する。この２値
化処理は、２値変換部18で次のようにして行われる。 即ち、入力された映像信号の各部信号レベルが所定値
の閾値（スレツシユホールドレベル）以上か否かを判定
する。例えば第３図（Ａ）のパレツト14の符号Ａ−Ａで
示す部分に対応する映像信号レベルは、第３図（Ｂ）に
示されるものとなる。そして、閾値は図中符号SHLで示
されるものとなり、前記判定を行う際には、図に示され
るように閾値以上の信号のみに着目する。 一方、前記テレビカメラ12とパレツト14の距離は、該
パレツト14を鮮明に捕えられるように自動調整される。
又、前記テレビカメラ12の視野Ｆは、その視野Ｆ内にタ
ーゲツト16を含む谷部14Bの白色部が全撮像視野に対し
て約1/6以上の面積を占有できるように撮像するように
している。これにより、ターゲツト16の周囲の照度が変
化しても、映像信号レベルを一定に保つと共に、ターゲ
ツト16周囲の映像信号レベルを立ち上げて、ターゲツト
16及びその周囲間のコントラストを高めることができ
る。 即ち、第３図（Ａ）に示されるような油分の付着等の
汚れを含むパレツトであつても、その映像信号レベルに
ついては、例えば同図（Ａ）中のＡ−Ａ線部分の映像信
号レベルを示す同図（Ｂ）のように、前記谷部14Bの白
色の部分の映像信号レベルに鋭い立ち上がりを得ること
ができると共に、ターゲツト16の映像信号レベルに鋭い
立ち下がりを得ることができる。これによつて、同図
（Ｂ）に示すように、閾値SHLを高いレベルに設定でき
るため、周辺の画像中のノイズを確実に消去（キャンセ
ル）することができる。 又、同図（Ｂ）に示すように、前記ターゲツト16の映
像信号の立ち下がりが鋭くなるため、映像信号からター
ゲツト16の形状が安定して識別可能となる。従つてター
ゲツト16の認識を精度よく安定して行なうことができ
る。よつて、２値変換後の画像信号において、周囲部の
擬似パターンをキヤンセルして、安定したターゲツト16
の輪郭像が認識できるようになる。 次に、ターゲツト16を黒色に塗装し、該ターゲツト16
以外の谷部14Bを白色に塗装し、パレツト14を撮像して
作成した映像信号の例を示す。 パレツト14の谷部14B近傍の画像信号による画面を第
４図（Ａ）に、該画像信号のターゲツトを含む映像信号
レベルを同図（Ｂ）に示す。 同図（Ｂ）から、映像信号中には、谷部14Bのターゲ
ツト16以外の部分を白色に塗装しているため、その部分
の映像信号レベルが一定であとる共に、斜面部14Aとの
コントラストがあるため、該斜面部14Aからの映像信号
レベルとの差が明確になることがわかる。従つて、斜面
部14Aからの映像信号中に図中GPで示されるような擬似
パターンが存在しても、同図（Ｂ）に示す如く、基準レ
ベルSHLを閾値として、２値変換して画像信号とした後
には、該擬似パターンを消去（キヤンセル）することが
でき、同図（Ａ）のように安定してターゲツト16の輪郭
像を認識できる。 これに対して、ターゲツト16の周囲を白色に塗装しな
かつた場合には、第５図（Ａ）に示されるような画像信
号の画面となる。第３図（Ａ）のような汚れに起因した
擬似パターンGPが傾斜部14Aに存在した場合、斜面部14
A、谷部14Bのコントラストがないため、その映像信号レ
ベルは同図（Ｂ）に示されるように、多少の凹凸がある
平坦なものになる。従つて、同図（Ｂ）に示されるよう
に、谷部14Bの映像信号レベルが強くないため、基準レ
ベルSHLを設けて２値変換しても、同図（Ａ）に示され
る画像信号のように、汚れ等の擬似パターンGPは消去さ
れずに、ターゲツト16と共に認識されてしまい、ターゲ
ツト16の認識精度を低下させてしまうことがわかる。 以上のことより、谷部14Bを白色に塗装するのが、認
識精度を向上させるのに有益であることがわかる。 上記のようにして作成された画像信号は、バツフアメ
モリ20に、例えば第６図（Ａ）に示されるような２値画
像として入力され記憶される。このバツフアメモリ20
は、２値化処理された１画面分の画像信号全体を１、０
の信号の集合で記憶する。このバツフアメモリ20中に
は、例えば同図（Ｂ）に詳細に示されるように、区割り
された各部に１、０の信号が記憶される。実施例の場
合、このバツフアメモリ20には、縦480bit、横512bitの
メモリを用いている。バツフアメモリ20の記憶は、自動
絞り機構付きレンズ10でテレビカメラ12への入射光量を
調整していて、テレビカメラ12で撮像される映像が最も
鮮明なときの自動絞り機構の動作タイミングで１画面分
の画像信号を記憶する。 次いで、パターン特徴判定部22において、前記バツフ
アメモリ20に記憶されている前記画像信号を読み出し、
読み出した画像信号の中からターゲツト16を検索する。
この読み出しの際には、１画面分の画像信号を、外部か
ら入力される計測開始信号が入力されてからターゲツト
16の中心位置を出力するまでの所定の間（実施例の場合
で略0.8sec）保留して静止画とし、パターン特徴判定部
22は、その静止画を読み出してターゲツト16を識別し、
その画像信号中における位置を確定するべく検索する。 このようにしてパターン特徴判定部22に読み出され
る、静止された画像信号は、例えば第７図に示されるも
のとなる。この例においては、ターゲツト16が直径100m
mの円形の穴である。 上記の検索は第８図に示されるように、画面の左上隅
から検索（サーチ）を開始し、右下に向かつて順次行
う。このようにして検索して、予め記憶されたターゲツ
ト16と同じパターンの画像信号があるか否かを識別し、
ターゲツト16を見出し、その画像信号中における位置を
次のようにして確定する。 即ち、実施例におけるテレビカメラ12の視野は、横方
向が約800mmのものであるため、1bit当り800/512＝1.5
（mm/bit）の分解能を有している。ここで、ターゲツト
16は直径100mmの円形であるため、100/1.5＝67（bit）
の走査方向bit数を有することとなる。そこで、パター
ン特徴判定部22においては、まず、第９図の符号i1で示
すように横方向に67bitを有している位置を走査により
確定する。次いで、上記横方向の走査で確定された位置
に対して、図中符号i2で示されるように縦方向に67bit
を有している位置を走査により確定する。このようにし
て行う走査の結果から、前記ターゲツト16の中心は、上
記i1からi2で行つた走査による交差アドレスとして求め
る。なお、図中符号i3で示す斜め方向の走査を行うこと
によつて、より精度の高い検索結果を求めることもでき
る。 上記のようにして前記パターン特徴判定部22では、予
め記憶されたターゲツト16のパターンを基に検索するた
め、ターゲツト16周辺に白色塗装を施したパレツト14に
ついては、その２値画面は前記第４図（Ａ）に示される
ようになり、擬似パターンGPが画像信号上に表われず問
題がない。 これに対し、ターゲツト16周辺に白色塗装を施さない
場合については、前記擬似パターンGPが前記第５図
（Ａ）に示されるように画像信号中に表われるが、前記
ターゲツト16の形状パターンを記憶し、その形状パター
ンにより比較判定しているため、前記擬似パターンGPの
有無に拘わらず前記ターゲツト16を見出すこともでき
る。 次いで、前記のようにしてパターン特徴判定部22で認
識し確定したターゲツト16の画像信号中における位置を
アドレス判定部24に入力する。該アドレス判定部24は、
入力された画像信号中のターゲツト16の位置に基づき、
荷の載置場（ヤード）に対するターゲツト16の中心位置
を算出して計測する。この計測されたターゲツト16の中
心位置は、インターフエイス26を介して前記クレーンの
位置制御装置に入力される。該クレーン位置制御装置
は、入力されたターゲツト16の中心位置に基づき、吊具
中心を荷の中心、あるいは荷を積み降ろすべき位置に一
致させて、クレーンで荷を吊り上げ、あるいは積み降ろ
す際の、クレーンの運転を自動運転とする。 【発明の効果】 以上説明した通り、本発明によれば、Ｖ字状の荷物載
置場所の谷部に設けた所定パターンのターゲツトを、誤
認識することなく精度よく認識すると共に、ターゲツト
周囲の照度が変化してもターゲツトの認識を安定して行
うことができる。従つて、ターゲツトの位置の判定を安
定且つ確実に行うことができるという優れた効果が得ら
れる。

【図面の簡単な説明】 第１図は、本発明に係るパレツト及び演算装置の全体構
成を示す、一部斜視図を含むブロツク図、 第２図は、前記演算装置で認識されるターゲツトが付さ
れたパレツトを示す要部斜視図、 第３図（Ａ）は、汚れの付いたパレツトを示す平面図、 第３図（Ｂ）は、前記演算装置に入力される映像信号レ
ベルを示す線図、 第４図（Ａ）は、ターゲツト周辺の谷部を白色に塗装し
た場合の画像信号の画面を示す平面図、 第４図（Ｂ）は、同映像信号レベルを示す線図、 第５図（Ａ）は、谷部を白色に塗装しなかつた場合の画
像信号の画面を示す平面図、 第５図（Ｂ）は、同映像信号レベルを示す線図、 第６図は、２値変換後の画像信号をバツフアメモリに記
憶した状態の例を示す平面図及び線図、 第７図は、画像信号の例を示す平面図、 第８図は、画像信号の検索手順の例を示す平面図、 第９図は、画像信号中のターゲツト近傍の詳細な検索状
態を示す平面図である。 10……自動絞り機構付きレンズ、 12……テレビカメラ、 14……パレツト、 14A……パレツトの斜面部、 14B……パレツトの谷部、 16……ターゲツト、 17……演算装置、 18……２値変換部、 20……バツフアメモリ、 22……パターン特徴判定部、 24……アドレス判定部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ６６Ｃ 13/46 Ｂ６６Ｃ 13/46 Ｚ 13/48 13/48 Ｂ (72)発明者 入江 康文 兵庫県加古郡播磨町新島１番地 川鉄鉄 構工業株式会社内 (72)発明者 西尾 正己 香川県高松市林町1217番地 株式会社ヒ ユーテツク内 (56)参考文献 特開 昭49−111665（ＪＰ，Ａ) 特開 昭49−17752（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−108402（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−35482（ＪＰ，Ａ) 特許2593499（ＪＰ，Ｂ２) 特許2596573（ＪＰ，Ｂ２)

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 １．搬送した荷を載置するＶ字状の荷物載置場所の谷部
   に、ターゲツトが暗色、その直近周辺部が明色となるよ
   うに、所定パターンのターゲツトを設け、 該ターゲツトのパターンを記憶し、 前記ターゲツトの直近周辺部を明情報、該ターゲット及
   び荷物載置場所のＶ字状斜面部を暗情報として、ターゲ
   ツトを明確に判別できるように光量を調節する光量調整
   手段を備えた撮像手段で前記ターゲツトを撮像して映像
   信号を作成し、 作成された映像信号を２値化処理して画像信号を作成
   し、 作成された画像信号と、記憶されたターゲツトのパター
   ンとを比較することにより、該画像信号中から前記ター
   ゲツトを認識するようにしたことを特徴とする荷物載置
   場所のターゲツト認識方法。