JP4032275B2 - 自動販売機の商品数量検出装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、飲料やたばこなどの各種物品を販売する自動販売機に収納されている商品の在庫数を検出することが可能な、自動販売機の商品数量検出装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
この種の商品の在庫数を検出する方法としては、商品投入口付近に光電スイッチなどの商品検出センサを設置して投入数量を計数し、この投入数量と販売数量との差から検出する方法が良く知られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような方法では、誤って投入した商品を取り出したり、商品の姿勢直しのために手を挿入した場合などに誤計数が発生し、正確な在庫数を検出できないという問題がある。
【0004】
したがって、この発明の課題は、上記のような問題をなくし在庫数を正確に検出し得るようにすることにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】
このような課題を解決するため、
請求項1の発明では、商品投入口から投入された商品を転動落下させつつ順番に積み重ねて収納する商品収納ラックの商品投入口近傍に設置され直接商品の像信号を検出する商品の像信号検出手段と、該像信号検出手段の像信号により商品投入口に最も近い商品までの距離を検出する距離検出手段と、前記像信号検出手段の像信号により商品径を検出する商品径検出手段と、該商品径検出手段により検出された商品径と前記距離検出手段により検出された商品までの距離と予め定められた商品収納ラックの最下部から商品投入口までの距離とから商品の数量を算出する数量算出手段とを備えたものである。
【0006】
請求項2の発明では、商品投入口から投入された商品を転動落下させつつ順番に積み重ねて収納する商品収納ラックの上部位置に設置された反射ミラーと、商品投入口近傍に設置され直接または前記反射ミラーを介して商品の像信号を検出する商品の像信号検出手段と、該像信号検出手段の像信号により商品投入口に最も近い商品までの距離を検出する距離検出手段と、前記像信号検出手段の像信号により商品径を検出する商品径検出手段と、該商品径検出手段により検出された商品径と前記距離検出手段により検出された商品までの距離と予め定められた商品収納ラックの最下部から商品投入口までの距離とから商品の数量を算出する数量算出手段とを備えたものである。
【0007】
また、請求項3の発明では、商品の投入完了を検出する投入完了検出手段を設け、前記数量検出手段はこの投入完了検出手段からの信号に基づいて動作を開始する。
【0008】
また、請求項4の発明では、前記像信号検出手段は、自動販売機の扉が閉じられた状態で商品投入口近傍に位置するよう扉に設置され、前記投入完了検出手段は扉が閉じられたことを検出することで投入完了を検出するものである。
【0009】
また、請求項5の発明では、前記像信号検出手段は、1対の結像レンズとそれぞれに対応して1列または複数列のフォトセンサアレイからなる1対の受光器と、商品を照明する照明手段とからなり、前記距離検出手段はこの照明手段により照明され前記受光器を介して得られた商品像のそれぞれの位置ずれ量から、商品までの距離を検出するものである。
【0010】
また、請求項6の発明では、前記商品径検出手段は、前記像信号検出手段の前記1対の受光器の少なくとも一方に結像した商品の像の大きさから、商品の径を検出するものである。
【0011】
【発明の実施の形態】
図1〜図7はこの発明の実施の形態を示す図であり、以下に詳細に説明する。
【0012】
図1は自動販売機の構成を示す構成図であり、商品は自動販売機本体1に収納された商品収納ラック2の上部に設置された商品投入口3から順次転動落下され、商品収納ラック2の下側から順次積み上げて収納され、商品販売時には商品収納ラック2の下端に設けられた商品販売機構4から1つずつ商品を商品収納ラック2に落下させて搬出される。商品収納ラック2は、ここでは自動販売機の前後2行、左右3列の計6個の商品コラム5からなる例を示している。
【0013】
また、自動販売機本体1の内扉6には商品コラム5と同数の距離センサ7が設置され、内扉6が閉じられた状態で対応する商品コラム5の商品投入口3の位置に設置される。内扉6の開閉は扉スイッチ8により検出される。制御装置9は、自動販売機全体を制御するものであり、扉スイッチ8からの開閉信号(投入完了信号)10と、距離センサ7からの像信号34a,34bから、各商品コラム5内の商品数を算出するものであり、詳細は後述する。
【0014】
図2は図1の商品収納ラックの内部構成を示す図であり、商品収納ラック2には図示のように、各商品コラム5毎に商品を搬出する商品販売機構4と、商品の通路を規制する通路規制板14とが設けられる。また、反射ミラー16は、最下部の商品搬出位置から所定の位置、この場合、商品収納ラック2の最上部位置に商品投入口を望むように設置され、距離センサ7は積み重なった商品のうち、最上部になる商品17が商品収納ラック2内の垂直部分にある場合(17aの場合)は反射ミラー16を介して、それ以外の場合は直接最上部の商品(17bの場合)を検出する。
【0015】
図3は距離センサ7と制御装置9との原理構成図を示すものであり、その原理自体は、オートフォーカスカメラ等において極めて良く知られた技術であるが、その概要について以下に説明する。
【0016】
まず、距離センサ7の構成を説明すると、結像レンズ31a,31bは光軸間隔Bで配置され、光センサアレイ(フォトセンサアレイ)32a,32bは例えばCCD(Charge Coupled Device)リニアアレイセンサであり、それぞれ結像レンズ31a,31bに対して焦点距離fの位置に配置されている。光センサアレイ32a,32bは照明用発光ダイオード33により照明され、結像レンズ31a,31bにより各々結像された商品17の像を像信号34a,34bに変換し、制御装置9の信号処理部35に出力する。
【0017】
次に、この発明の実施の形態にかかる部分の制御装置9の構成を説明すると、信号処理部35は増幅器35a,35b、A/D変換器36a,36bおよび記憶装置37等からなり、光センサアレイ32a,32bからの像信号34a,34bは増幅器35a,35bで増幅され、A/D変換器36a,36bでディジタルデータに変換され、像データ38a,38bとして記憶装置37に格納される。距離検出回路39は、記憶装置37に記憶された左右の像データ38a,38bを比較して商品17までの距離を算出し、距離信号11として出力する。商品径検出回路40は、記憶装置37に記憶された像データ38a,38bの大小から商品径を判別し、商品径信号12として出力する。この商品径の判別に当たっては、像データ38a,38bの少なくとも一方が利用される。
【0018】
図4は距離の検出原理を説明する図であり、各結像レンズ31a,31bの中心を原点Oとして縦軸X,横軸Yを設定し、結像位置L1 ,R1 の座標をそれぞれ(aL1,−f)、(aR1 ,−f)とする。結像レンズ31aの中心点OL の座標は(−B/2,0)、結像レンズ31bの中心点OR の座標は(B/2,0)であり、商品17の点Mの座標を(x,y)とすれば、点MからX軸に下ろした垂線とX軸との交点Nの座標は(x,0)、点OL から光センサアレイ32aに下ろした垂線の位置L0 の座標は(−B/2,−f)、点OR から光センサアレイ32bに下ろした垂線の位置R0 の座標は(B/2,−f)である。
【0019】
ここで、三角形△MOL Nと△OL L1 L0 、△MOR Nと△OR R1 R0 はそれぞれ相似であるから、次の(2),(3)式が成立する。
【0020】
(X+B/2)f=(−aL1−B/2)y …(2)
(X−B/2)f=(−aR1+B/2)y …(3)
よって、(2),(3)式から、次の(4)式が成立する。
【0021】
y=B・f/(−aL1+aR1−B) …(4)
すなわち、結像位置L1 ,R1 のX座標aL1,aR1が分かれば、商品17までの距離が算出できることになる。
【0022】
図5は距離検出回路の動作説明図であり、図3に示した距離検出回路39は、図5に実線で示すようなフォトセンサアレイ32a,32bの像信号34a,34bを、別途設定した測距範囲部分について比較して、像が一致しなければ同図に破線で示すように、例えばフォトセンサアレイ32aの像信号34aを右に、フォトセンサアレイ32bの像信号34bを左に順次シフトさせて比較していき、像信号34a,34bが一致したときのシフト量を検出する。そして、結像位置L1 ,R1 のX座標aL1,aR1はこのシフト量に一致するので、距離検出回路39はシフト量aL1,aR1から対象物までの距離yを(4)式により求めることができる。
【0023】
すなわち、三角測量法の原理を利用したものである。
【0024】
図6は商品径の検出原理説明図であり、図6(a)は商品の径が異なる場合の商品の像データの差異を示し、図6(b)はその拡大説明図である。
【0025】
すなわち、商品径の大小により商品の曲率が異なるため、フォトセンサアレイ32に結像する商品の反射光の像の大きさに、像信号42a,42bのような差が生じる。商品径検出回路40はこの像信号42a,42bについて2次曲線43a,43bを求め、例えば近似式の2次項の係数の大小により、商品径を判別する。
【0026】
この構成において、図7のフローチャートを用い、動作説明を行なう。
【0027】
まず、ステップS1で扉の開閉状態を判断し、扉が閉じられたと判断すると、ステップS2に移る。ステップS2では、1つの商品コラム5に対応した距離センサ7を駆動し、商品径信号12により商品の径Dを判別する。次のステップS3では距離センサ7を駆動し、距離信号11により最上部の商品(17aまたは17b)までの距離Lを認識する。
【0028】
次いでステップS4では、得られた商品の径Dと、最上部の商品までの距離Lと、制御装置9に予め格納されている距離センサ7と商品収納ラック2の最下部までの距離LB とから、次式に基づき商品数Nを算出する。
【0029】
N=(LB −L)/D …(1)
ステップS5では、ステップS2〜S4の手順をすべての商品コラム5について行なわれたどうかを判断し、全てが行なわれた場合にステップS6に移る。ステップS6では待機時間を設定し、ステップS7で一定時間待機し、待機終了後にテップS1に戻り、以降このような動作を繰り返すことにより、常時商品の在庫数を認識することが可能となる。
【0030】
【発明の効果】
この発明によれば、商品の投入完了を扉スイッチにより検出した後に、距離センサおよび制御装置により商品径を検出するとともに、最上部の商品までの距離を測定し、予め設定されている商品収納ラックの最下部までの距離を用いて商品の在庫数を算出するようにしたので、誤って投入した商品を取り出す場合や、商品の姿勢直しのために手を挿入した場合などに発生する誤計数を防止することができ、正確に在庫数を検出し得る利点が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施の形態を示す自動販売機の構成図である。
【図2】図1の商品収納ラックの内部構造説明図である。
【図3】距離センサと制御装置との原理構成図である。
【図4】距離の検出原理説明図である。
【図5】距離検出回路の動作説明図である。
【図6】商品径の検出原理説明図である。
【図7】この発明の実施の形態の動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
1…自動販売機本体、2…商品収納ラック、3…商品投入口、4…商品販売機構、5…商品コラム、6…内扉、7…距離センサ、8…扉スイッチ、9…制御装置、14…通路規制板、16…反射ミラー、17…商品、31a,31b…結像レンズ、32,32a,32b…光センサアレイ(フォトセンサアレイ)、33…照明用発光ダイオード、34a,34b…像信号、35…信号処理部、35a,35b…増幅器、36a,36b…A/D変換器、37…記憶装置、39…距離検出回路、40…商品径検出回路。
Claims (6)
- 商品投入口から投入された商品を転動落下させつつ順番に積み重ねて収納する商品収納ラックの商品投入口近傍に設置され直接商品の像信号を検出する商品の像信号検出手段と、該像信号検出手段の像信号により商品投入口に最も近い商品までの距離を検出する距離検出手段と、前記像信号検出手段の像信号により商品径を検出する商品径検出手段と、該商品径検出手段により検出された商品径と前記距離検出手段により検出された商品までの距離と予め定められた商品収納ラックの最下部から商品投入口までの距離とから商品の数量を算出する数量算出手段とを備えてなることを特徴とする自動販売機の商品数量検出装置。
- 商品投入口から投入された商品を転動落下させつつ順番に積み重ねて収納する商品収納ラックの上部位置に設置された反射ミラーと、商品投入口近傍に設置され直接または前記反射ミラーを介して商品の像信号を検出する商品の像信号検出手段と、該像信号検出手段の像信号により商品投入口に最も近い商品までの距離を検出する距離検出手段と、前記像信号検出手段の像信号により商品径を検出する商品径検出手段と、該商品径検出手段により検出された商品径と前記距離検出手段により検出された商品までの距離と予め定められた商品収納ラックの最下部から商品投入口までの距離とから商品の数量を算出する数量算出手段とを備えてなることを特徴とする自動販売機の商品数量検出装置。
- 商品の投入完了を検出する投入完了検出手段を設け、前記数量検出手段はこの投入完了検出手段からの信号に基づいて動作を開始することを特徴とする請求項1または2に記載の自動販売機の商品数量検出装置。
- 前記像信号検出手段は、自動販売機の扉が閉じられた状態で商品投入口近傍に位置するよう扉に設置され、前記投入完了検出手段は扉が閉じられたことを検出することで投入完了を検出するものであることを特徴とする請求項3に記載の自動販売機の商品数量検出装置。
- 前記像信号検出手段は、1対の結像レンズとそれぞれに対応して1列または複数列のフォトセンサアレイからなる1対の受光器と、商品を照明する照明手段とからなり、前記距離検出手段はこの照明手段により照明され前記受光器を介して得られた商品像のそれぞれの位置ずれ量から、商品までの距離を検出するものであることを特徴とする請求項1ないし4のいずれかに記載の自動販売機の商品数量検出装置。
- 前記商品径検出手段は、前記像信号検出手段の前記1対の受光器の少なくとも一方に結像した商品の像の大きさから、商品の径を検出するものであることを特徴とする請求項5に記載の自動販売機の商品数量検出装置。
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