JP2859817B2 - 商品情報読取装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、バーコードが付された
商品を自動搬送し、その過程でバーコードの情報を読み
取る商品情報読取装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ベルトコンベア等を用いて商品搬
入位置から商品排出位置まで商品を搬送し、その過程で
商品に付されたバーコードをバーコードスキャナで読み
取るようにした商品情報読取装置がある。このような装
置では、商品搬入位置に商品を次々と置くだけで商品に
付されたバーコードの情報が読み取られるので、バーコ
ードを読み取ることによる商品情報の入力作業が無人化
される。このような商品情報の入力作業は、キャッシュ
レジスタやＰＯＳ端末での商品登録業務における作業項
目の大半を占める。したがって、商品情報読取装置を用
いることにより、商品登録業務の合理化を図ることがで
きる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】商品情報読取装置で
は、商品は商品搬入位置に無造作に置かれる。このた
め、搬送される商品のどの位置にどのような角度でバー
コードが付されているのかが特定されない。したがっ
て、このような商品情報読取装置では、多くのバーコー
ドスキャナを用意し、それぞれのバーコードスキャナを
その読取方向及び角度を変えて設置しなければならな
い。このため、数多く、例えば少なくとも八個程度のバ
ーコードスキャナを必要とするため、商品コストが高く
なってしまうという欠点を有する。しかも、どんなに数
多くのバーコードスキャナを用意したとしても、商品通
過エリア内を通過する全てのバーコード位置をカバーす
ることは不可能であるため、バーコードの読み取り精度
をある程度以上高めることができないという欠点も有す
る。

【０００４】また、商品の高さは各商品毎にまちまちで
ある。このため、高さが高い商品の通過を妨げないよう
にするためには、ベルトコンベアとバーコードスキャナ
との間の間隔をある程度確保する必要がある。これに対
し、バーコードスキャナの読み取り深度は１１０〜１５
０mm程度であり、この読み取り深度を外れると適正な読
み取りができない。したがって、バーコードスキャナの
読み取り深度の問題から、バーコードの読み取り精度が
低いという欠点も有する。

【０００５】なお、バーコードスキャナの読み取り深度
の問題から生ずる読み取り精度の低下を防止するため
に、商品の高さを検出し、その検出結果に応じてバーコ
ードスキャナの高さを可変するようにした商品情報読取
装置が提案されている。このような商品情報読取装置で
は、商品の通過エリア内に複数個の光センサを垂直方向
に並べ、商品の通過に際してどの高さの光センサまでが
反応したかを見ることで商品の高さを検出している。し
かし、このような構造の装置は、商品の高さに応じてバ
ーコードスキャナの高さを可変しているに過ぎず、商品
通過エリア内を通過する全てのバーコード位置に対応し
てバーコードの読み取りを可能にするものではない。し
たがって、バーコードの読み取り精度をある程度以上高
めることができないという問題は解決されない。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、商品搬入位置
から商品情報読取位置を経て商品排出位置まで商品を搬
送する搬送部と、商品搬入位置に載置された商品を撮影
するビデオカメラと、このビデオカメラの撮影画像に基
づいて商品に付されたバーコードの位置を判定するバー
コード位置判定手段と、商品情報読取位置で少なくとも
二次元方向に移動自在に設けられてバーコードの情報を
読み取るバーコードスキャナと、バーコード位置判定手
段により判定されたバーコードの位置に基づいてバーコ
ードスキャナの位置を適正な読み取り位置に設定する位
置設定手段とを含む構成である。

【０００７】

【作用】商品が搬送部によって商品搬入位置から商品排
出位置まで搬送されるに際し、商品搬入位置に載置され
た商品がビデオカメラによって撮影され、その撮影画像
に基づいて商品に付されたバーコードの位置がバーコー
ド位置判定手段によって判定される。すると、その判定
結果に基づき、位置設定手段によってバーコードスキャ
ナが少なくとも二次元方向に移動され、バーコードスキ
ャナの位置が適正な読み取り位置に設定される。したが
って、適正な読み取り位置に位置付けられたバーコード
スキャナによって商品に付されたバーコードの情報を読
み取ることで、バーコードの読み取り精度を高めること
ができる。しかも、多数のバーコードスキャナを必要と
しない。

【０００８】

【実施例】本発明の一実施例を図面に基づいて説明す
る。図１に装置の全体構造を示す。商品搬入位置Ｉから
商品情報読取位置Ｒを通って商品排出位置Ｏに至る商品
１の搬送経路２が形成されている。この搬送経路２は、
商品搬入位置Ｉに配置された搬送部としての搬入コンベ
ア３と、商品情報読取位置Ｒに配置された搬送部として
の搬出コンベア４と、商品排出位置Ｏに配置されたスト
ッカ５とにより形成されている。商品情報読取位置Ｒに
配置された搬出コンベア４は、カバー６で覆われてい
る。このカバー６の入口６ａは商品搬入位置Ｉに連絡
し、出口６ｂは商品排出位置Ｏに連絡している。

【０００９】次いで、図１及び図３に示すように、商品
搬入位置Ｉの空間を撮影する二つのビデオカメラ７が設
けられている。一方のビデオカメラ７ａは商品搬入位置
Ｉの端部に配置され、他方のビデオカメラ７ｂは前記カ
バー６内でその入口６ａの近傍に配置されている。ここ
で、図２に例示する商品１の各面と二つのビデオカメラ
７によるその商品１の撮影面との関係を説明する。図２
に例示する商品１は、その底面を除き、平面Ａ、進行方
向正面Ｂ、進行方向背面Ｃ、進行方向左側面Ｄ、及び進
行方向右側面Ｅの五つの面をもっている。図２中、進行
方向は矢印で示す。前記一方のビデオカメラ７は、商品
１のＣ，Ｅ面を撮影することができるようにセッティン
グされている。前記他方のビデオカメラ７は、商品１の
Ａ，Ｂ，Ｄ面を撮影することができるようにセッティン
グされている。

【００１０】商品情報読取位置Ｒには、商品１に付され
たバーコード１ａの情報を読み取る四つのバーコードス
キャナ８が設けられている。これらのバーコードスキャ
ナ８は、図２に例示する商品１のＡ，Ｂ面に付されたバ
ーコード１ａの情報を読み取るＡＢ面スキャナ８ａと、
Ａ，Ｃ面に付されたバーコード１ａの情報を読み取るＡ
Ｃ面スキャナ８ｂと、Ｂ，Ｄ面に付されたバーコード１
ａの情報を読み取るＢＤ面スキャナ８ｃと、Ｃ，Ｅ面に
付されたバーコード１ａの情報を読み取るＣＥ面スキャ
ナ８ｄとである。ここで、説明の便宜上、商品１の搬送
方向と同一方向の水平方向をＸ方向、これと直交する水
平方向をＹ方向、垂直方向をＺ方向とする。ＡＢ面スキ
ャナ８ａ及びＡＣ面スキャナ８ｂは、一体的に形成さ
れ、図４に示すように、垂直レール９にＺ方向にスライ
ド自在に取り付けられた水平レール１０にＹ方向にスラ
イド自在に取り付けられている。したがって、これらの
ＡＢ面スキャナ８ａ及びＡＣ面スキャナ８ｂは、Ｙ，Ｚ
方向に移動自在である。また、図３に示すように、ＢＤ
面スキャナ８ｃは進行方向左側に配置され、ＣＥ面スキ
ャナ８ｄは進行方向右側に配置されている。そして、こ
れらのＢＤ面スキャナ８ｃ及びＣＥ面スキャナ８ｄは、
図５に示すように、水平レール１１にＹ方向にスライド
自在に取り付けられた垂直レール１２にＺ方向にスライ
ド自在に取り付けられている。したがって、これらのＢ
Ｄ面スキャナ８ｃ及びＣＥ面スキャナ８ｄも、Ｙ，Ｚ方
向に移動自在である。つまり、バーコードスキャナ８全
体としてみると、このバーコードスキャナ８は、Ｙ，Ｚ
方向である二次元方向に移動自在に支持されている。

【００１１】次いで、前記搬送経路２中には、この搬送
経路２中での商品１の位置を検出する複数個のセンサ１
３〜１６が設けられている。これらのセンサ１３〜１６
は、反射型の光センサである。これらのセンサ１３〜１
６の詳細を次に説明する。まず、前記商品搬入位置Ｉに
は、前記搬入コンベア３に載置された商品１の有無、
幅、及びＹ方向の位置を検出する商品検知センサ１３が
配置されている。この商品検知センサ１３は、図１及び
図３に例示するように、Ｘ方向に光照射方向を有する複
数個の光センサ１３ａが一定間隔を置いてＹ方向に一列
に配列された構造である。次いで、前記商品情報読取位
置Ｒには、前記カバー６の入口６ａに搬入センサ１４が
配置されている。この搬入センサ１４は、前記商品情報
読取位置Ｒに搬入される商品の高さを検出するセンサで
あり、Ｙ方向に光照射方向を有する複数個の光センサ１
４ａが一定間隔を置いてＺ方向に一列に配列された構造
である。次いで、前記商品情報読取位置Ｒには、前記バ
ーコードスキャナ８によるバーコード１ａの読み取り位
置の直前に位置センサ１５が配置されている。この位置
センサ１５は、Ｙ方向に光照射方向を有し、商品１の有
無を検出する。そして、前記商品情報読取位置Ｒには、
前記カバー６の出口６ｂの直前に排出センサ１６が配置
されている。この排出センサ１６は、Ｙ方向に光照射方
向を有し、商品１の有無を検出する。

【００１２】各部の電気的接続を次に説明する。図６の
ブロック図に示すように、各部を集中的に制御するＣＰ
Ｕ１７に接続されたＲＯＭ１８には動作プログラム等の
固定データが固定的に格納され、ＲＡＭ１９には可変デ
ータが書き替え自在に格納される。また、前記ビデオカ
メラ７用に独自のＲＯＭ２０及びＲＡＭ２１が接続され
た画像処理ＣＰＵ２２が設けられ、この画像処理ＣＰＵ
２２もＣＰＵ１７に接続されている。また、前記バーコ
ードスキャナ８及び各種のセンサ１３〜１６も図示しな
い入力回路を介してＣＰＵ１７に接続されている。そし
て、前記搬入コンベア３及び前記搬出コンベア４を駆動
するためのコンベアモータ２３と、前記バーコードスキ
ャナ８をＹ又はＺ方向に選択的に移動させるためのスキ
ャナモータ２４とが設けられ、共にＣＰＵ１７に接続さ
れている。さらに、本実施例の商品情報読取装置を図示
しないＰＯＳ端末等に接続させるための伝送制御回路２
５が設けられ、この伝送制御回路２５もＣＰＵ１７に接
続されている。なお、ＣＰＵと各部との接続は、アドレ
スバス、データバス、及びコントロールバス等のシステ
ムバスを通じてなされている。

【００１３】次いで、本実施例の商品情報読取装置に
は、バーコード位置判定手段と位置設定手段とが設けら
れている。バーコード位置判定手段は、ＲＯＭ２０に格
納された動作プログラムに従った画像処理ＣＰＵ２２の
制御により、ビデオカメラ７の撮影画像に基づく画像処
理を行い、商品１に付されたバーコード１ａの位置を判
定する手段である。位置設定手段は、ＲＯＭ１８に格納
された動作プログラムに従ったＣＰＵ１７の制御によ
り、バーコード位置判定手段により判定されたバーコー
ド１ａの位置に基づいてスキャナモータ２４を駆動し、
バーコードスキャナ８の位置を適正な読み取り位置に設
定する手段である。

【００１４】このような構成において、処理の流れの概
略としては、搬入コンベア３に商品１が載置されると、
商品１が搬送経路２を搬送されてストッカ５に排出され
る。その過程で、商品１に付されたバーコード１ａがバ
ーコードスキャナ８によって読み取られ、商品情報の入
力が行われる。この際、商品１がビデオカメラ７で撮影
され、商品１及びバーコード１ａの位置がバーコード位
置判定手段により判定される。そして、その判定結果に
基づき、位置設定手段によってバーコードスキャナ８の
位置が適正な読み取り位置に設定され、バーコード１ａ
の読み取り精度が高められる。

【００１５】このような処理の流れの詳細を図７のフロ
ーチャートに基づいて説明する。まず、搬入コンベア３
に商品１が載置されると、商品検知センサ１３がオンと
なり（ステップＳ１）、商品搬入位置Ｉに商品１が載置
されたことが検出される。続くステップＳ２では、商品
検知センサ１３の出力から、商品１のおおよその幅及び
位置が判断され、ステップＳ３で、その判断結果に基づ
きスキャナモータ２４が駆動されて各バーコードスキャ
ナ８ａ〜８ｄがＹ軸方向に移動する。ここでのバーコー
ドスキャナ８の移動は、搬送経路２を搬送される商品１
との干渉防止を主目的として行われる。したがって、厳
密に行われるものではない。その後、画像処理命令が出
された後（ステップＳ４）、コンベアモータ２３が駆動
されて搬入コンベア３が始動する（ステップＳ５）。ス
テップＳ４での画像処理命令は、画像処理ＣＰＵ２２に
対して発せられる。画像処理命令を受け取った画像処理
ＣＰＵ２２は、バーコード１ａ判定手段を実行する。つ
まり、画像処理技術によって商品１に付されたバーコー
ド１ａの位置が判定される。その処理の詳細については
図８のフローチャートに基づき後述する。

【００１６】次いで、搬入コンベア３の始動によって商
品１が搬送され、搬送される商品１によって搬入センサ
１４がオンにされる（ステップＳ６）。すると、搬入コ
ンベア３が所定時間経過後に停止され（ステップＳ
７）、コンベアモータ２３が駆動されて搬出コンベア４
が始動する（ステップＳ８）。搬入センサ１４がオンに
なってから搬入コンベア３が停止されるまでの所定時間
というのは、搬入コンベア３から搬出コンベア４に商品
１を引き渡すのに必要な時間である。この際、搬入セン
サ１４の出力から、商品１の高さが判断される（ステッ
プＳ９）。そこで、その判断結果に基づきスキャナモー
タ２４が駆動され、各バーコードスキャナ８ａ〜８ｄが
Ｚ軸方向に移動する（ステップＳ１０）。ここでのバー
コードスキャナ８の移動は、ステップＳ３と同様に、搬
送経路２を搬送される商品１との干渉防止を主目的とし
て行われるものであり、厳密に行われるものではない。

【００１７】このようなステップＳ１０までの処理がＣ
ＰＵ１７により実行されている間、画像処理ＣＰＵ２２
によって商品１に付されたバーコード１ａの位置判定処
理が実行される。そこで、続くステップＳ１１では、画
像処理ＣＰＵ２２によって実行されたバーコード１ａの
位置の判定結果が呼び出され、ステップＳ１２でその判
定結果に基づき各バーコードスキャナ８ａ〜８ｄの位置
が調節される。すなわち、スキャナモータ２４が駆動さ
れ、各バーコードスキャナ８ａ〜８ｄがＹ，Ｚ方向に調
節される。ここでのバーコードスキャナ８の調節は、検
出されたバーコード１ａの位置に応じて厳密になされる
ため、各バーコードスキャナ８ａ〜８ｄはそれらの読み
取り深度等に応じた適正な読み取り位置に正しく設定さ
れる。このようなステップＳ１１及びステップＳ１２の
処理により、位置設定手段が実行される。

【００１８】搬出コンベア４に搬送される商品１によっ
て排出センサ１５がオンにされると（ステップＳ１
３）、搬出コンベア４が停止される（ステップＳ１
４）。これにより、商品１は、バーコードスキャナ８に
よるバーコード１ａの読み取り位置の手前で一時停止さ
れる。この際、バーコードスキャナ８の位置調節が終了
していれば（ステップＳ１５）、搬出コンベア４が再度
始動され（ステップＳ１６）、バーコードスキャナ８に
よるバーコード１ａの読み取り処理がなされる（ステッ
プＳ１７）。図２に例示する商品１の場合であれば、商
品のＡ面に付されたバーコード１ａはＡＢ面スキャナ８
ａ及びＡＣ面スキャナ８ｂによって読み取られ、Ｂ面に
付されたバーコード１ａはＡＢ面スキャナ８ａ及びＢＤ
面スキャナ８ｃによって読み取られ、Ｃ面に付されたバ
ーコード１ａはＡＣ面スキャナ８ｂ及びＣＥ面スキャナ
８ｄによって読み取られ、Ｄ面に付されたバーコード１
ａはＢＤ面スキャナ８ｃによって読み取られ、Ｅ面に付
されたバーコード１ａはＣＥ面スキャナ８ｄによって読
み取られる。このようなバーコード１ａの読み取りは、
ステップＳ１１及びステップＳ１２の処理により実行さ
れる位置設定手段によって適正な読み取り位置に正しく
設定された各バーコードスキャナ８によってなされるた
め、精度良くなされる。

【００１９】その後、商品１の通過によって排出センサ
１６がオンになると（ステップＳ１８）、バーコード１
ａの読み取りが少なくとも一つのバーコードスキャナ８
によってなされたか（ステップＳ１９）、及び全ての読
み取りデータが同一か（ステップＳ２０）、という二つ
の条件が満たされているかどうかが判定される。いずれ
の条件も満たされていれば、所定時間経過後に搬出コン
ベア４が停止され（ステップＳ２１）、商品１が商品排
出位置Ｏに位置するストッカ５に排出される。これに対
し、いずれか一方の条件だけでも満たされていなけれ
ば、搬出コンベア４が停止され（ステップＳ２２）、商
品１の戻し処理が実行される（ステップＳ２３）。この
商品の戻し処理というのは、搬出コンベア４及び搬入コ
ンベア３を逆回転させ、商品１を商品搬入位置Ｉに戻す
処理である。

【００２０】ここで、ステップＳ４での画像処理命令を
受け取った画像処理ＣＰＵ２２は、図８に示すバーコー
ド１ａの位置の判定処理、すなわち、バーコード位置判
定手段を実行する。この処理は、移動物品の検出、バー
候補の抽出、及びバーコード領域の判定という三つの段
階からなる。

【００２１】移動物品の検出処理について説明する。ま
ず、搬入コンベア３に何も載置されていない状態の商品
搬入位置Ｉの画像がビデオカメラ７によって撮影され、
２５６階調の背景画像としてＲＡＭ２１に格納されてい
る。そして、画像処理ＣＰＵ２２が画像処理命令を受け
取ると、商品搬入位置Ｉの画像がビデオカメラ７が撮影
されて、２５６階調の入力画像としてＲＡＭ２１に格納
される（ステップＳ３１）。そして、この入力画像と背
景画像との差分値がある閾値以上である画素を注目画素
とする２階調の差分画像が作成される（ステップＳ３
２）。閾値としては、例えば、入力画像と背景画像との
階調度の差が４８階調をもって閾値とする。そして、こ
うして作成された差分画像に存在する凹部を滑らかに
し、小穴（ホール）の穴埋めをするために、拡大・縮退
が例えば三回程行われた後（ステップＳ３３）、差分画
像と入力画像との間で論理説演算が行われて２５６階調
の移動物品画像が求められる（ステップＳ３４）。

【００２２】バー候補の抽出処理について説明する。こ
のバー候補の抽出処理は、バーコード１ａの候補を抽出
する処理である。まず、２値化閾値算出処理が行われる
（ステップＳ３５）。この処理は、移動物品画像の輝度
（階調）ヒストグラムを求め、輝度が低い方（濃色側）
からの累積分布が全体の１パーセントとなる輝度値を閾
値としてバー候補を抽出する処理である（Ｐ−タイル
法、閾値設定の自動化）。こうして抽出されたバー候補
は２値化されたバー候補とされる（ステップＳ３６）。
したがって、バーコード１ａが黒色でなくても、輝度が
低ければ候補として抽出される。なお、この段階では、
バーコード１ａ以外の図形や文字等もバー候補として抽
出される。

【００２３】バーコード領域の判定処理について説明す
る。２値化されたバー候補に対して細線化処理、すなわ
ち、線図形を幅１の心線に細める処理が施され、各線毎
にラベル付けが行われる（ステップＳ３７）。そして、
各ラベル毎に端数点が求められ、端数点が二点である細
線が新たなバー候補とされ、この端点の座標値から各バ
ー候補の傾きが求められる（ステップＳ３８）。バー候
補の傾きは、図９に例示するように、ｘ軸に対する角度
θ（−９０＜θ≦９０）として求められる。続くステッ
プＳ３９では、角度θの下一桁を四捨五入する量子化が
行われ、その量子化されたθ値を用いて各線分がグルー
プ化される。グループ化は、例えば１８グループでなさ
れる。そして、同一方向のバーが結集しているというバ
ーコード１ａの特徴から、グループを構成するバーの本
数が最も多いグループが最終的なバーコード１ａとして
認識される。したがって、ステップＳ４０で、その他の
グループ、すなわち、誤バーが排除され、ステップＳ４
１で、該当するグループの全バーを囲む最小矩形がバー
コード領域として判定される。

【００２４】このようなステップＳ３１〜ステップＳ４
１の処理により、バーコード１ａの位置と傾きθとが検
出される。したがって、このようなステップＳ３１〜ス
テップＳ４１の処理により、バーコード位置判定手段が
実行される。そこで、こうして検出されたバーコード１
ａの位置及び傾きθの情報がＲＡＭ２１に格納され、図
７に示すステップＳ１１での呼び出し対象となる。

【００２５】以上説明したように、本実施例によれば、
少ない数のバーコードスキャナ８ａ〜８ｄによってバー
コード１ａを精度良く読み取ることができ、バーコード
１ａの読み取り精度を高めることができる。

【００２６】なお、実施に当たっては、バーコードスキ
ャナ８の設置数は四つに限らず、例えば、三次元方向に
移動自在に設けられたバーコードスキャナ８を一つだけ
設けるような構成としても良い。

【００２７】

【発明の効果】本発明は、ビデオカメラで撮影した商品
の画像から商品に付されたバーコードの位置を検出し、
その検出結果からバーコードスキャナの位置を適正な読
み取り位置に設定するようにしたので、個々の商品及び
商品に付されたバーコードに合わせてバーコードスキャ
ナの位置を設定することができ、したがって、バーコー
ドスキャナを数多く設けることなくバーコードの読み取
り精度を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す全体の縦断側面図であ
る。

【図２】各ビデオカメラにより撮影される商品の撮影面
と各バーコードスキャナにより読み取られる商品の読み
取り面とを示す商品の斜視図である。

【図３】ビデオカメラの配置状態を示す平面図である。

【図４】ＡＢ面スキャナ及びＡＣ面スキャナの取付構造
を示し、（ａ）はその正面図、（ｂ）はその側面図であ
る。

【図５】ＢＤ面スキャナ及びＣＥ面スキャナの取付構造
を示し、（ａ）はその正面図、（ｂ）はその側面図であ
る。

【図６】各部の電気的接続を示すブロック図である。

【図７】全体の処理の流れを示すフローチャートであ
る。

【図８】バーコードの位置を判定するための画像処理の
流れを示すフローチャートである。

【図９】バーコードの角度を求める処理に関する概念図
である。

【符号の説明】

１ 商品 １ａ バーコード ３，４ 搬送部 ７ ビデオカメラ ８ バーコードスキャナ Ｉ 商品搬入位置 Ｏ 商品排出位置 Ｒ 商品情報読取位置 Ｓ１１，Ｓ１２ 位置設定手段 Ｓ３１〜Ｓ４１ バーコード位置判定手段

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 商品搬入位置から商品情報読取位置を経
   て商品排出位置まで商品を搬送する搬送部と、前記商品
   搬入位置に載置された商品を撮影するビデオカメラと、
   このビデオカメラの撮影画像に基づいて商品に付された
   バーコードの位置を判定するバーコード位置判定手段
   と、前記商品情報読取位置で少なくとも二次元方向に移
   動自在に設けられてバーコードの情報を読み取るバーコ
   ードスキャナと、前記バーコード位置判定手段により判
   定されたバーコードの位置に基づいて前記バーコードス
   キャナの位置を適正な読み取り位置に設定する位置設定
   手段とを含むことを特徴とする商品情報読取装置。