JP4784823B2 - Method and apparatus for detecting collapse of goods - Google Patents

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Description

本発明は、複数の物品が積付けられたパレットのような積付けエリアから、物品を移載する際に発生する物品の荷崩れを検出する方法および装置に関するものである。   The present invention relates to a method and apparatus for detecting collapse of an article that occurs when an article is transferred from a loading area such as a pallet on which a plurality of articles are stacked.

物流センターや製造工場における自動倉庫では、例えば段ボール箱のような箱状の梱包材により梱包された各種の製品は、出荷に備えて、パレットに積載された状態で倉庫内の収納棚に一旦収納・保管される。通常、同一パレットには、同一寸法の梱包材が多数積載された状態で倉庫に保管される。以下、製品が梱包されたダンボールのような梱包材、その他ある位置から他の位置へ移載される対象物を「物品」という。
そして、物品を倉庫から出荷する場合、必要な種類の物品を積載したパレットをスタッカクレーンにより収納棚から取り出し、コンベアなどによってピッキングロボットに隣接する位置まで移動させ、ピッキングロボットにより必要な数の物品をパレットから自動的にピッキングして、出荷側に設置された搬出レーン上に順次荷下ろしする(例えば、下記特許文献1参照)。
In automatic warehouses at distribution centers and manufacturing plants, various products packed with box-shaped packing materials such as cardboard boxes are temporarily stored in storage shelves in the warehouse in the state of being loaded on pallets in preparation for shipment.・ It is stored. Usually, the same pallet is stored in a warehouse in a state where a large number of packing materials having the same dimensions are loaded. Hereinafter, a packaging material such as a cardboard in which products are packed, and other objects transferred from one position to another are referred to as “articles”.
When shipping goods from the warehouse, a pallet loaded with necessary types of goods is taken out of the storage shelf by a stacker crane, moved to a position adjacent to the picking robot by a conveyor or the like, and the necessary number of goods is picked up by the picking robot. Picking is automatically performed from the pallet, and is sequentially unloaded onto a carry-out lane installed on the shipping side (see, for example, Patent Document 1 below).

このような物品の搬送・移載作業の完全な自動化に当たっては、パレット上に積載された物品が荷崩れを起こした場合に、その荷崩れを適切に検出することが重要となる。
このような事情に鑑み、下記特許文献2では、物品の荷崩れを検出する手段について一つの提案がなされている。
この特許文献2の従来技術は、複数の物品が積段されたパレットをコンベアによって搬送する搬送路上に、物品が積段された状態のパレットが通過できる門型枠を設け、この門型枠に、パレット上に積段された物品群の搬送方向の両側側面近傍を上下に通るような光・電波・音波などの信号を発信する物品検出器を設けたものであり、上記のパレットをコンベアによって搬送する間に、上記の物品検出器の信号が遮断されることをもって荷崩れ状態を検出するものである。
In fully automating such article conveyance / transfer operations, when an article loaded on a pallet collapses, it is important to appropriately detect the collapse.
In view of such circumstances, in Patent Document 2 below, one proposal has been made regarding means for detecting collapse of articles.
The prior art of this patent document 2 is provided with a gate form frame through which a pallet in which articles are stacked can pass on a conveyance path for conveying a pallet on which a plurality of articles are stacked by a conveyor. An article detector that emits signals such as light, radio waves, and sound waves that pass up and down in the vicinity of both sides in the conveying direction of a group of articles stacked on the pallet is provided. During the conveyance, the collapsed state is detected when the signal of the article detector is cut off.

特開平8−91579号公報JP-A-8-91579 特開2001−294303号公報JP 2001-294303 A

しかしながら、パレットの搬送中には荷崩れが生じていなくても、ピッキングロボットの制御の誤差や、パレット上の物品の位置情報の誤差により、ピッキングロボットによる物品の移載中に、積載された他の物品を押してその位置をずらしたり、転倒、落下させたりする恐れがあるという問題がある。
また、移載作業の結果、個々の物品の重心バランスが崩れ、移載作業が終了してから暫く時間が経過した後に、物品が落下、倒壊する等の荷崩れが発生する恐れがあるという問題がある。
したがって、物品の搬送・移載作業の完全な自動化のためには、このような荷崩れについても検出する必要がある。
However, even if there is no cargo collapse during the pallet transport, it is possible that other items loaded while the goods are being transferred by the picking robot due to errors in the control of the picking robot or errors in the position information of the goods on the pallet. There is a problem that there is a risk that the article may be pushed to shift its position or to fall or drop.
Also, as a result of the transfer work, the balance of the center of gravity of each article collapses, and there is a possibility that the article collapses, such as the article falling or collapsing after a while after the transfer work is completed. There is.
Therefore, it is necessary to detect such collapse of goods in order to fully automate the conveyance / transfer operation of articles.

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、ピッキングロボットによる物品の自動移載中に発生する荷崩れを検出することができ、さらに、移載作業終了後に発生する荷崩れも検出することができる物品の荷崩れ検出方法および装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such circumstances, and can detect a load collapse that occurs during the automatic transfer of an article by a picking robot, and further, a load collapse that occurs after the transfer operation is completed. It is an object of the present invention to provide a method and an apparatus for detecting an article collapse that can be detected.

上記課題を解決するために、本発明の物品の荷崩れ検出方法は、以下の手段を採用する。
すなわち、本発明にかかる物品の荷崩れ検出方法は、複数の物品が積付けられた積付けエリアから該物品を前記積付けエリアとは別の位置に移載する際の前記物品の荷崩れを検出する方法であって、(a)個々の物品の移載毎に、その前後における前記積付けエリアに積付けられた物品群を上方から撮像して、当該物品の移載前の第1の画像と、移載後の第2の画像を取得し、(b)前記第1の画像と前記第2の画像を比較し、移載された物品が存在していた領域以外の物品領域の変化度合に基づいて荷崩れの発生の有無を判定する、ことを特徴とする。
In order to solve the above problem, the article collapse detection method of the present invention employs the following means.
That is, the load collapse detection method for an article according to the present invention detects the load collapse of the article when the article is transferred from a loading area where a plurality of articles are stacked to a position different from the loading area. (A) For each transfer of an individual article, a first group of images of the articles stacked in the stacking area before and after the respective articles is imaged from above, An image and a second image after transfer, (b) comparing the first image with the second image, and changing the article region other than the region where the transferred article was present It is characterized by determining the presence or absence of occurrence of cargo collapse based on the degree.

このように、個々の物品の移載毎に、この物品が移載される前の第1の画像と、移載された後の第2の画像を撮像し、第1の画像と第2の画像を比較するので、物品の移載時に、移載した物品以外の物品が位置ずれした場合は、両画像のうち移載された物品が存在していた領域以外の物品領域に変化が現れる。したがって、この変化度合に基づいて荷崩れの発生の有無を判定することができる。
このため、ピッキングロボットによる物品の自動移載中に発生する荷崩れを検出することができる。
また、これにより、ピッキングロボットによる自動移載の信頼性を向上できる。
また、荷崩れの発生を監視員に通知することにより、常時監視する必要がなくなるため、監視員の負担が軽減される。
Thus, for each transfer of an individual article, the first image before the article is transferred and the second image after the transfer are taken, and the first image and the second image are transferred. Since the images are compared, when an article other than the transferred article is displaced at the time of transferring the article, a change appears in the article area other than the area where the transferred article exists in both images. Therefore, it is possible to determine whether or not the cargo collapse has occurred based on the degree of change.
For this reason, it is possible to detect load collapse that occurs during automatic transfer of articles by the picking robot.
This also improves the reliability of automatic transfer by the picking robot.
In addition, by notifying the supervisor of the occurrence of cargo collapse, it is not necessary to constantly monitor, thereby reducing the burden on the supervisor.

また、本発明にかかる物品の荷崩れ検出方法では、前記(b)の段階において、前記第1の画像と前記第2の画像の各々のエッジ画像を生成して両画像を比較し、該エッジ画像のうち移載された物品が存在していた領域以外の物品領域に対応する部分の変化度合に基づいて荷崩れの発生の有無を判定する第1マッチングと、前記第1の画像と前記第2の画像を濃淡画像又はカラー画像のまま比較し、該濃淡画像又はカラー画像のうち移載された物品が存在していた領域以外の物品領域に対応する部分の変化度合に基づいて荷崩れの発生の有無を判定する第2マッチングと、を行う、ことを特徴とする。   In the article collapse detection method according to the present invention, in the step (b), the edge images of the first image and the second image are generated and compared, and the edges are compared. A first matching for determining whether or not a cargo collapse has occurred based on a degree of change in a portion corresponding to an article area other than an area where the transferred article is present in the image; the first image; The two images are compared as the grayscale image or the color image, and the collapse of the load is determined based on the degree of change in the portion corresponding to the article area other than the area where the transferred article exists in the grayscale image or the color image. And performing a second matching for determining the presence or absence of occurrence.

このように、エッジ画像による幾何的なマッチング(第1マッチング)と、濃淡画像又はカラー画像をそのまま用いたパターンマッチング(第2マッチング)を行うので、一方のマッチングにより荷崩れを検知できなくても、他方のマッチングにより荷崩れを検知した場合には、荷崩れが発生したと判定される。このため、荷崩れの検出漏れを低減することができる。   As described above, since geometric matching (first matching) using edge images and pattern matching (second matching) using a grayscale image or a color image as they are are performed, even if one of the matchings cannot detect the collapse of the load, When the collapse of the load is detected by the other matching, it is determined that the collapse of the load has occurred. For this reason, it is possible to reduce detection failure of load collapse.

また、本発明にかかる物品の荷崩れ検出方法では、前記積付けエリアから所望個数の前記物品を移載する移載作業の全工程におけるその作業前後の前記物品群を三次元計測し、作業前の第1の距離画像と、作業後の第2の距離画像を生成し、前記第1の距離画像および前記第2の距離画像に基づいて前記移載作業の前後における前記荷積みエリア上の物品群の体積を推定し、前記移載作業前後における物品群の体積の差および物品の形状データに基づいて、移載作業の全工程後の荷崩れの発生の有無を判定する、ことを特徴とする。   Further, in the article collapse detection method according to the present invention, the article group before and after the work in all steps of the transfer work for transferring the desired number of articles from the loading area is three-dimensionally measured. The first distance image and the second distance image after the work are generated, and the articles on the loading area before and after the transfer work based on the first distance image and the second distance image. Estimating the volume of the group, and determining whether or not load collapse has occurred after all the steps of the transfer work, based on the volume difference of the article group before and after the transfer work and the shape data of the article, To do.

このように、移載作業の全工程の前後における物品群を三次元計測して距離画像を生成し、この距離画像を用いて、実際に移載された物品の個数を推定し、この推定個数と、移載すべき物品の個数(所望個数)とを比較し、一致するか否かを判定するので、移載作業の全工程後に荷崩れが発生した場合でもこれを検出することができる。すなわち、推定個数と所望個数とが不一致である場合は、移載作業終了後に残った物品群の重心バランスが崩れる等により、物品群が倒壊したなどの荷崩れが発生したと判断できるから、これを検出することができる。
また、これにより、実際には出荷されていないにもかかわらず、在庫データベース上においては出荷されたものと取り扱われる事態も防止される。このため、在庫データベース上における物品数と実際の物品数との不整合をなくすことができる。
In this way, the group of articles before and after the entire transfer process is three-dimensionally measured to generate a distance image, and using this distance image, the number of articles actually transferred is estimated. And the number of articles to be transferred (desired number) are compared to determine whether or not they match, so that even if a load collapse occurs after all the steps of the transfer operation, this can be detected. In other words, if the estimated number and the desired number do not match, it can be determined that the collapse of the article group has occurred due to, for example, the balance of the center of gravity of the article group remaining after the transfer operation has ended. Can be detected.
This also prevents a situation in the inventory database that the product is handled as shipped, although it is not actually shipped. For this reason, inconsistency between the number of articles on the inventory database and the actual number of articles can be eliminated.

また、本発明にかかる物品の荷崩れ検出方法では、個々の物品の移載毎、あるいは複数物品の移載毎に、該物品が移載される前の物品群を三次元計測して第3の距離画像を生成し、前記(b)の段階において荷崩れが発生したと判定したときに、前記物品が移載された後の物品群を三次元計測して第4の距離画像を生成し、前記第3の距離画像と前記第4の距離画像を比較することにより、移載された物品が存在していた領域以外の物品領域の変化度合に基づいて荷崩れの発生の有無を前記(b)の段階における判定とは別に再度判定し、前記再度の判定において荷崩れが発生しなかったと判定した場合は、前記(b)の段階における判定を否定して荷崩れの発生は無かったものとし、前記再度の判定において荷崩れが発生したと判定した場合は、前記(b)の段階における判定を肯定して物品の移載時に荷崩れが発生したと決定する、ことを特徴とする。   Further, in the article collapse detection method according to the present invention, each time an individual article is transferred or a plurality of articles is transferred, a group of articles before the article is transferred is three-dimensionally measured to be third. Is generated, and when it is determined that load collapse has occurred in the step (b), a fourth distance image is generated by three-dimensionally measuring the group of articles after the articles are transferred. By comparing the third distance image and the fourth distance image, the presence / absence of the occurrence of collapse of the cargo is determined based on the degree of change in the article region other than the region where the transferred article was present ( When the determination is made again separately from the determination in the step b), and it is determined that the collapse of the load has not occurred in the re-determination, the determination in the step (b) is denied and no collapse of the load has occurred. And if it is determined that the collapse of cargo has occurred in the above determination , The collapsing is determined to have occurred an affirmative determination when transferring the article at a stage (b), characterized in that.

このように、1度目の荷崩れ判定により荷崩れが発生したと判定された場合は三次元計測により荷崩れの有無を再度判定するので、1度目の荷崩れの判定に誤りがあった場合でも、計測精度の高い三次元計測を用いた判定により誤判定を否定し、正確な荷崩れ判定を行うことができる。
このため、荷崩れの検出精度を大幅に向上させることができ、誤検出による移載作業の中断などの弊害を防止することができる。
As described above, when it is determined by the first load collapse determination that the load collapse has occurred, the presence or absence of the load collapse is determined again by the three-dimensional measurement, so even if there is an error in the determination of the first load collapse. It is possible to negate an erroneous determination by a determination using three-dimensional measurement with high measurement accuracy and perform an accurate load collapse determination.
For this reason, it is possible to greatly improve the accuracy of detecting load collapse and to prevent adverse effects such as interruption of transfer work due to erroneous detection.

また、本発明にかかる物品の荷崩れ検出方法は、複数の物品が積付けられた積付けエリアから該物品を前記積付けエリアとは別の位置に移載する際の前記物品の荷崩れを検出する方法であって、前記積付けエリアから所望個数の前記物品を移載する移載作業の全工程におけるその作業前後の前記物品群を三次元計測し、作業前の第1の距離画像と、作業後の第2の距離画像を生成し、前記第1の距離画像および前記第2の距離画像に基づいて前記移載作業の前後における前記荷積みエリア上の物品群の体積を推定し、前記移載作業前後における物品群の体積の差および物品の形状データに基づいて、移載作業の全工程後の荷崩れの発生の有無を判定する、ことを特徴とする。   The article collapse detection method according to the present invention also includes an article collapse detection when transferring an article from a loading area where a plurality of articles are stacked to a position different from the loading area. A method for detecting, three-dimensionally measuring the group of articles before and after the operation in all steps of the transfer operation of transferring a desired number of articles from the loading area, and a first distance image before the operation Generating a second distance image after the work, estimating a volume of the group of articles on the loading area before and after the transfer work based on the first distance image and the second distance image; Based on the volume difference of the article group before and after the transfer operation and the shape data of the article, it is determined whether or not a load collapse has occurred after all the steps of the transfer operation.

上述したように、移載作業の全工程後に荷崩れが発生した場合でもこれを検出することができるので、在庫データベース上における物品数と実際の物品数との不整合をなくすことができる。   As described above, even when a load collapse occurs after all the steps of the transfer operation, this can be detected, so that it is possible to eliminate inconsistency between the number of articles on the inventory database and the actual number of articles.

また、本発明にかかる物品の荷崩れ検出装置は、複数の物品が積付けられた積付けエリアから該物品を前記積付けエリアとは別の位置に移載する際の前記物品の荷崩れを検出する装置であって、前記積付けエリアに積付けられた物品群を上方から撮像する撮像手段と、前記撮像手段により撮像した画像データに基づいて画像処理を行う画像処理手段と、を備え、前記撮像手段は、個々の物品の移載毎に、該物品が移載される前の第1の画像と、移載された後の第2の画像を撮像し、前記画像処理手段は、前記第1の画像と前記第2の画像を比較し、移載された物品が存在していた領域以外の物品領域の変化度合に基づいて荷崩れの発生の有無を判定する荷崩れ判定手段を備える、ことを特徴とする。   In addition, an article collapse detection device according to the present invention detects an article collapse when transferring an article from a loading area in which a plurality of articles are stacked to a position different from the loading area. An apparatus for detecting, comprising: an imaging unit that images the group of articles stacked in the loading area from above; and an image processing unit that performs image processing based on image data captured by the imaging unit, For each transfer of an individual article, the imaging means captures a first image before the article is transferred and a second image after the transfer, and the image processing means A load collapse determination unit is provided that compares the first image with the second image and determines whether or not load collapse has occurred based on the degree of change in the article region other than the region where the transferred article was present. It is characterized by that.

また、本発明にかかる物品の荷崩れ検出装置では、前記荷崩れ判定手段は、前記第1の画像と前記第2の画像の各々のエッジ画像を生成して両画像を比較し、該エッジ画像のうち移載された物品が存在していた領域以外の物品領域に対応する部分の変化度合に基づいて荷崩れの発生の有無を判定する第1マッチング手段と、前記第1の画像と前記第2の画像を濃淡画像又はカラー画像のまま比較し、該濃淡画像又はカラー画像のうち移載された物品が存在していた領域以外の物品領域に対応する部分の変化度合に基づいて荷崩れの発生の有無を判定する第2マッチング手段と、を備える、ことを特徴とする。   In the article collapse detection device according to the present invention, the collapse determination unit generates edge images of the first image and the second image, compares the images, and compares the edge images. First matching means for determining the presence or absence of collapse of cargo based on the degree of change in the portion corresponding to the article region other than the region where the transferred article was present, the first image and the first The two images are compared as the grayscale image or the color image, and the collapse of the load is determined based on the degree of change in the portion corresponding to the article area other than the area where the transferred article exists in the grayscale image or the color image. And second matching means for determining the presence or absence of occurrence.

また、本発明にかかる物品の荷崩れ検出装置では、前記積付けエリアに積付けられた物品群を三次元計測する三次元計測手段をさらに備え、前記画像処理手段は、該三次元計測手段からの計測データに基づいて距離画像を生成する距離画像生成手段をさらに備え、前記三次元計測手段は、前記積付けエリアから所望個数の前記物品を移載する移載作業の全工程におけるその作業前後の物品群を三次元計測し、前記距離画像生成手段は、三次元計測データに基づいて前記作業前の第1の距離画像と作業後の第2の距離画像を生成し、前記画像処理手段は、前記第1の距離画像および前記第2の距離画像に基づいて前記移載作業の前後における前記荷積みエリア上の物品群の体積を推定し、前記移載作業前後における物品群の体積の差および物品の形状データに基づいて、移載作業の全工程後の荷崩れの発生の有無を判定する作業後荷崩れ判定手段を備える、ことを特徴とする。   The article collapse detection device according to the present invention further includes a three-dimensional measuring unit that three-dimensionally measures the group of articles stacked in the loading area, and the image processing unit includes the three-dimensional measuring unit. A distance image generating means for generating a distance image based on the measurement data, wherein the three-dimensional measuring means before and after the operation in all steps of the transfer operation for transferring the desired number of articles from the loading area. The distance image generation means generates a first distance image before the work and a second distance image after the work based on the three-dimensional measurement data, and the image processing means The volume of the article group on the loading area before and after the transfer operation is estimated based on the first distance image and the second distance image, and the difference in the volume of the article group before and after the transfer operation And articles Based on the shape data, comprising the operations after collapsing determining means for determining the presence or absence of the occurrence of collapsing after all the steps of the transfer operation, characterized in that.

また、本発明にかかる物品の荷崩れ検出装置では、前記三次元計測手段及び前記距離画像生成手段は、個々の物品の移載毎、あるいは複数物品の移載毎に、該物品が移載される前の物品群を三次元計測して第3の距離画像を生成し、前記荷崩れ判定手段が、荷崩れが発生したと判定したときに、前記物品が移載された後の物品群を三次元計測して第4の距離画像を生成し、前記画像処理手段は、前記荷崩れ判定手段が、荷崩れが発生したと判定したときに、前記第3の距離画像および第4の距離画像に基づいて荷崩れの発生を再度判定する荷崩れ再判定手段をさらに備え、該荷崩れ再判定手段は、前記第3の距離画像と第4の距離画像とを比較し、移載された物品が存在していた領域以外の物品領域の変化度合に基づいて荷崩れの発生の有無を再度判定し、該再度の判定において荷崩れが発生しなかったと判定した場合は、前記荷崩れ判定手段による判定を否定して荷崩れの発生は無かったものとし、前記再度の判定において荷崩れが発生したと判定した場合は、前記荷崩れ判定手段による判定を肯定して物品の移載時に荷崩れが発生したと決定する、ことを特徴とする。   In the article collapse detection device according to the present invention, the three-dimensional measuring means and the distance image generating means are transferred each time an individual article is transferred or a plurality of articles are transferred. The three-dimensional measurement of the article group before the generation of a third distance image, and when the load collapse determination unit determines that the load collapse has occurred, the article group after the article is transferred Three-dimensional measurement is performed to generate a fourth distance image, and when the load collapse determination unit determines that load collapse has occurred, the image processing means determines the third distance image and the fourth distance image. A load collapse re-determination means for re-determining the occurrence of the load collapse based on the image, the load collapse re-determination means comparing the third distance image and the fourth distance image, and transferring the article Whether or not cargo collapse occurred based on the degree of change in the article area other than the area where If it is determined again, and it is determined that no load collapse has occurred in the second determination, the determination by the load collapse determination unit is denied, and no load collapse has occurred. If it is determined that a load collapse has occurred, the determination by the load collapse determination unit is affirmed, and it is determined that a load collapse has occurred when the article is transferred.

また、本発明にかかる物品の荷崩れ検出装置は、複数の物品が積付けられた積付けエリアから該物品を前記積付けエリアとは別の位置に移載する際の前記物品の荷崩れを検出する装置であって、前記積付けエリアに積付けられた物品群を三次元計測する三次元計測手段と、該三次元計測手段からの計測データに基づいて画像処理を行う画像処理手段と、を備え、前記三次元計測手段は、前記積付けエリアから所望個数の前記物品を移載する移載作業の全工程におけるその作業前の物品群を三次元計測し、前記画像処理手段は、前記三次元計測手段からの計測データに基づいて前記作業前の第1の距離画像と作業後の第2の距離画像を生成する距離画像生成手段と、前記第1の距離画像および前記第2の距離画像に基づいて前記移載作業の前後における前記荷積みエリア上の物品群の体積を推定し、前記移載作業前後における物品群の体積の差および物品の形状データに基づいて、移載作業の全工程後の荷崩れの発生の有無を判定する作業後荷崩れ判定手段と、を有する、ことを特徴とする。   In addition, an article collapse detection device according to the present invention detects an article collapse when transferring an article from a loading area in which a plurality of articles are stacked to a position different from the loading area. An apparatus for detecting, a three-dimensional measuring means for three-dimensionally measuring a group of articles stacked in the loading area, an image processing means for performing image processing based on measurement data from the three-dimensional measuring means, The three-dimensional measuring means three-dimensionally measures a group of articles before the work in all steps of the transfer work for transferring a desired number of the articles from the loading area, and the image processing means Distance image generating means for generating a first distance image before the work and a second distance image after the work based on measurement data from the three-dimensional measuring means, the first distance image and the second distance Before and after the transfer work based on the image The volume of the article group on the loading area is estimated, and based on the difference in the volume of the article group before and after the transfer operation and the shape data of the article, whether or not the load collapse occurs after all the steps of the transfer operation And a post-work load collapse judging means for judging the above.

上記の物品の荷崩れ検出装置により、上記の物品の荷崩れ検出方法を実施することができる。   The above-described article collapse detection method can be implemented by the article collapse detection apparatus.

本発明において、「積付けエリア」とは、物品が移載されるために積み付けられる所定の領域をいう。実施形態では、パレットがこれに該当する。   In the present invention, the “stacking area” refers to a predetermined area where articles are stacked for transfer. In the embodiment, the pallet corresponds to this.

本発明によれば、ピッキングロボットによる物品の自動移載中に発生する荷崩れを検出することができ、さらに、移載作業終了後に発生する荷崩れも検出することができる、という優れた効果が得られる。   According to the present invention, it is possible to detect a load collapse that occurs during automatic transfer of an article by a picking robot, and it is also possible to detect a load collapse that occurs after the transfer operation is completed. can get.

以下、本発明の好ましい実施形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。なお、各図において共通する部分には同一の符号を付し、重複した説明を省略する。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the common part in each figure, and the overlapping description is abbreviate | omitted.

[第1実施形態]
以下、本発明の第1実施形態について説明する。
図1は、第1実施形態にかかる物品の荷崩れ検出装置を適用したピッキングシステム10の構成を示す図である。以下、物品の荷崩れ検出装置を、単に「荷崩れ検出装置」と呼称することがある。
図1に示すように、このピッキングシステム10は、ピッキングロボット4と、荷崩れ検出装置20とを備えている。
[First Embodiment]
The first embodiment of the present invention will be described below.
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a picking system 10 to which an article collapse detection device according to a first embodiment is applied. Hereinafter, the article collapse detection device may be simply referred to as “load collapse detection device”.
As shown in FIG. 1, the picking system 10 includes a picking robot 4 and a load collapse detection device 20.

まず、ピッキングロボット4について説明する。
ピッキングロボット4は、複数の物品1が積載された積付けエリアとしてのパレット2から、物品1を一つずつピッキングして荷下ろし位置に移載する装置である。以下では、パレット2が「積付けエリア」に相当するものとして説明する。
ピッキングロボット4は、鉛直軸心Xを中心に回転可能な台座部5と、台座部5上に設置され水平軸心を中心に回転可能な複数の関節を持つアーム部6と、アーム部6の先端に接続され物品を把持する把持部7と、を備えている。
本実施形態において、把持部7は、鉛直軸心を中心に回転可能にアーム部6の先端部に取り付けられ、かつ、負圧により物品1の上面を吸着する吸着パッドを備えている。
First, the picking robot 4 will be described.
The picking robot 4 is a device that picks the articles 1 one by one from the pallet 2 as a loading area on which a plurality of articles 1 are loaded and transfers them to the unloading position. In the following description, it is assumed that the pallet 2 corresponds to a “loading area”.
The picking robot 4 includes a pedestal portion 5 that can rotate around a vertical axis X, an arm portion 6 that is installed on the pedestal portion 5 and has a plurality of joints that can rotate around a horizontal axis, And a grip portion 7 that is connected to the tip and grips an article.
In the present embodiment, the gripping part 7 is provided with a suction pad that is attached to the tip of the arm part 6 so as to be rotatable about a vertical axis, and sucks the upper surface of the article 1 by negative pressure.

このように構成されたピッキングロボット4では、アーム部6の関節の曲げと、台座部5の回転により、アーム部6の先端部に取り付けられた把持部7の高さ及び水平方向位置を変化させることができる。
なお、符号14は、ピッキングロボット4及びパレットコンベア12を制御するロボット・搬送制御装置である。
In the picking robot 4 configured as described above, the height and the horizontal position of the gripping unit 7 attached to the tip of the arm unit 6 are changed by bending the joint of the arm unit 6 and rotating the pedestal unit 5. be able to.
Reference numeral 14 denotes a robot / transport control device that controls the picking robot 4 and the pallet conveyor 12.

図1に示すように、この荷崩れ検出装置20は、パレット2に積付けられた物品1の群(以下、物品群という。)を上方から撮像するカメラ21と、物品群を三次元計測する三次元計測センサ22と、画像処理を含む各種の情報処理を実行する情報処理装置23とを備えている。   As shown in FIG. 1, the load collapse detection device 20 measures a group of articles 1 (hereinafter referred to as an article group) stacked on the pallet 2 from above, and three-dimensionally measures the article group. A three-dimensional measurement sensor 22 and an information processing apparatus 23 that executes various types of information processing including image processing are provided.

カメラは、物品群の全体を上方から撮像できるように、物品群のほぼ真上に配置されている。また、カメラ21は、濃淡画像(モノクロ画像)、カラー画像のいずれを撮像するものであってもよいが、本実施形態では、濃淡画像を撮像するものを用いる。   The camera is disposed almost directly above the article group so that the entire article group can be imaged from above. The camera 21 may capture either a grayscale image (monochrome image) or a color image, but in the present embodiment, a camera 21 that captures a grayscale image is used.

三次元計測センサ22は、物品群を三次元計測できるように配置されている。三次元計測センサ22は、能動型、受動型のいずれでもよいが、本実施形態では、能動型として、線状あるいは扇状の光ビームを投光手段から物品群に投光するとともに、物品群を光ビームで走査し、半導体位置検知素子(PSD)やカメラを受光手段に用いて光ビームにより形成される輝点または輝線の位置を監視することにより、輝点または輝線が形成される部位までの距離を求めるように構成される。
上記の受光手段は、一つ又は複数のいずれでもよいが、本実施形態では一つとする。また、受光手段が一つの場合、物品群の全体形状を捉えることができないため、物品群の上面形状を計測し、この上面形状と物品の形状データから物品群の全体形状を推定する。これの詳細については後述する。
なお、三次元計測センサ22は受動型であってもよく、例えば、2台のカメラによりステレオ画像を撮像するステレオ画像法を用いたものであってもよい。
The three-dimensional measurement sensor 22 is arranged so that the article group can be measured three-dimensionally. The three-dimensional measurement sensor 22 may be either an active type or a passive type, but in this embodiment, as the active type, a linear or fan-shaped light beam is projected from the light projecting means to the article group, and the article group is By scanning with a light beam and monitoring the position of the bright spot or bright line formed by the light beam using a semiconductor position sensing element (PSD) or camera as the light receiving means, it is possible to reach the site where the bright spot or bright line is formed. Configured to determine the distance.
One or a plurality of the above light receiving means may be used, but in the present embodiment, the number is one. In addition, when the number of light receiving units is one, the entire shape of the article group cannot be captured. Therefore, the upper surface shape of the article group is measured, and the entire shape of the article group is estimated from the upper surface shape and the shape data of the article. Details of this will be described later.
Note that the three-dimensional measurement sensor 22 may be a passive type, for example, using a stereo image method in which a stereo image is captured by two cameras.

情報処理装置23は、カメラ21及び三次元計測センサ22からの画像データ及び測定データを受け、各種の画像処理を実行する機能を有するものであり、パーソナルコンピュータ、または専用のマイクロチップを搭載した専用コンピュータで構成することができる。
また、情報処理装置23には、出荷指令を指示するホストコンピュータ24がLAN接続されており、ホストコンピュータ24は物品1の寸法データからなる物品形状データが格納された物品情報データベース26と接続されている。
The information processing apparatus 23 has a function of receiving image data and measurement data from the camera 21 and the three-dimensional measurement sensor 22 and executing various image processing, and is a dedicated computer equipped with a personal computer or a dedicated microchip. It can consist of computers.
The information processing device 23 is connected to a host computer 24 for instructing a shipping command via a LAN. The host computer 24 is connected to an article information database 26 in which article shape data including the dimension data of the article 1 is stored. Yes.

情報処理装置23の記憶部には、後述する荷崩れを検出するための処理をコンピュータに実行させるための荷崩れ検出プログラムが格納されている。
この荷崩れ検出プログラムは、情報処理装置23がパーソナルコンピュータである場合は、CD−ROM等の記録メディアからのインストールや、ネットワークを介したダウンロードにより、パーソナルコンピュータの記憶部に格納される。情報処理装置23が専用コンピュータである場合は、そのマイクロチップに予め格納される。
The storage unit of the information processing apparatus 23 stores a load collapse detection program for causing a computer to execute processing for detecting load collapse described later.
When the information processing apparatus 23 is a personal computer, the load collapse detection program is stored in the storage unit of the personal computer by installing from a recording medium such as a CD-ROM or downloading via a network. When the information processing apparatus 23 is a dedicated computer, it is stored in advance in the microchip.

図2は、本実施形態にかかる荷崩れ検出装置20の機能ブロック図である。
図2に示すように、荷崩れ検出装置20は、撮像手段31と、三次元計測手段32と、画像処理手段33とを備えている。
FIG. 2 is a functional block diagram of the load collapse detection device 20 according to the present embodiment.
As shown in FIG. 2, the load collapse detection device 20 includes an imaging unit 31, a three-dimensional measurement unit 32, and an image processing unit 33.

撮像手段31は、パレット2に積付けられた物品群を上方から撮像するものであり、図1に示したカメラ21が、この撮像手段31として機能する。
撮像手段は、パレット2に積付けられた個々の物品1の移載毎に、物品1が移載される前の画像(以下、「画像1」という。)と、移載された後の画像(以下、「画像2」という。)を撮像する。
The image pickup means 31 picks up an image of the article group loaded on the pallet 2 from above, and the camera 21 shown in FIG. 1 functions as the image pickup means 31.
For each transfer of the individual articles 1 loaded on the pallet 2, the imaging means is an image before the article 1 is transferred (hereinafter referred to as “image 1”) and an image after the transfer. (Hereinafter referred to as “image 2”).

三次元計測手段32は、パレット2に積付けられた物品群を三次元計測するものであり、図1に示した三次元計測センサ22が、この三次元計測手段32として機能する。
三次元計測手段32は、パレット2から所望個数の物品1を移載する移載作業の全工程におけるその作業前後の物品群を三次元計測する。
The three-dimensional measuring means 32 measures three-dimensionally the group of articles stacked on the pallet 2, and the three-dimensional measuring sensor 22 shown in FIG. 1 functions as the three-dimensional measuring means 32.
The three-dimensional measuring means 32 three-dimensionally measures a group of articles before and after the transfer process in which all desired items 1 are transferred from the pallet 2.

画像処理手段33は、撮像手段31と三次元計測手段32からの画像データ及び計測データに基づいて画像処理を行うものであり、図1に示した情報処理装置23が、この画像処理手段33として機能する。
図2に示すように、画像処理手段33は、荷崩れ判定手段34と、距離画像生成手段35と、作業後荷崩れ判定手段36とを有している。
荷崩れ判定手段34は、撮像手段31により撮像された画像1と画像2を比較し、移載された物品1が存在していた領域以外の物品領域の変化度合に基づいて荷崩れの発生の有無を判定する処理を実行するものである。本実施形態において、荷崩れ判定手段34は、第1マッチング手段34aと、第2マッチング手段34bとを有している。
The image processing unit 33 performs image processing based on image data and measurement data from the imaging unit 31 and the three-dimensional measurement unit 32, and the information processing apparatus 23 shown in FIG. Function.
As shown in FIG. 2, the image processing unit 33 includes a load collapse determination unit 34, a distance image generation unit 35, and a post-work load collapse determination unit 36.
The load collapse determination unit 34 compares the image 1 and the image 2 captured by the image capturing unit 31, and the occurrence of load collapse occurs based on the degree of change in the article region other than the region where the transferred article 1 was present. Processing for determining the presence or absence is executed. In the present embodiment, the load collapse determination unit 34 includes a first matching unit 34a and a second matching unit 34b.

図3は、第1マッチング手段34aによる物品の荷崩れ判定方法を説明する図である。
第1マッチング手段34aは、まず、画像1と画像2から、各々の画像に対してエッジ抽出処理を実行し、エッジ画像を生成する。図3では、この図でパレット上の右上の物品が移載されたものとし、(A)が画像1に基づいて生成された移載前のエッジ画像であり、(B)が画像2に基づいて生成された移載後のエッジ画像である。
次に、第1マッチング手段34aは、両エッジ画像から検出した物品位置を比較し、エッジ画像のうち移載された物品が存在していた領域以外の物品の位置の変化度合を求める。そして、荷崩れが発生したと判断する基準として閾値を予め設定しておき、これに基づいて荷崩れの発生の有無を判定する。
FIG. 3 is a diagram for explaining a method for determining an article collapse by the first matching means 34a.
The first matching unit 34a first performs edge extraction processing on each image from the images 1 and 2 to generate an edge image. In FIG. 3, the upper right article on the pallet is transferred in FIG. 3, (A) is an edge image before transfer generated based on image 1, and (B) is based on image 2. It is the edge image after the transfer produced | generated in this way.
Next, the first matching unit 34a compares the article positions detected from both edge images, and obtains the degree of change in the position of the article other than the area where the transferred article was present in the edge image. Then, a threshold is set in advance as a reference for determining that the collapse of the load has occurred, and based on this, the presence or absence of the occurrence of the collapse of the load is determined.

図4は、第2マッチング手段34bによる物品の荷崩れ判定方法を説明する図である。
図4では、(A)が物品の移載前の画像であり、(B)が物品の移載後の画像である。
第2マッチング手段34bは、画像1と画像2を濃淡画像又はカラー画像のまま比較し、濃淡画像又はカラー画像のうち移載された物品が存在していた領域以外の物品領域に対応する部分の変化度合を求める。この変化度合は、例えば、正規化相関法による類似度をもって規定することができる。そして、荷崩れが発生したと判断する基準として閾値を予め設定しておき、これに基づいて荷崩れの発生の有無を判定する。
FIG. 4 is a diagram for explaining a method for determining an article collapse by the second matching means 34b.
In FIG. 4, (A) is an image before transfer of an article, and (B) is an image after transfer of the article.
The second matching unit 34b compares the image 1 and the image 2 with the grayscale image or the color image, and compares the grayscale image or the color image with the portion corresponding to the article area other than the area where the transferred article was present. Find the degree of change. This degree of change can be defined, for example, with a degree of similarity based on a normalized correlation method. Then, a threshold is set in advance as a reference for determining that the collapse of the load has occurred, and based on this, the presence or absence of the occurrence of the collapse of the load is determined.

なお、第1マッチング手段と第2マッチング手段による荷崩れ判定処理は、並行して行われるものであっても、順次行われるものであってもよい。
また、荷崩れ判定手段34による荷崩れ判定は、上記の第1マッチング手段34a及び第2マッチング手段34bによるものに限られず、他の画像処理方法により、画像1と画像2に基づいて物品の移載前後の変化度合を求め、荷崩れ判定を行ってもよい。
また、いずれの画像処理方法によるかを問わないが、異なる2種以上の画像処理方法により、画像1と画像2に基づいて物品の移載前後の変化度合を求め、荷崩れ判定を行うことが好ましい。
Note that the load collapse determination processing by the first matching means and the second matching means may be performed in parallel or sequentially.
In addition, the load collapse determination by the load collapse determination unit 34 is not limited to that by the first matching unit 34a and the second matching unit 34b, and the transfer of the article based on the image 1 and the image 2 can be performed by another image processing method. The degree of change before and after the loading may be obtained, and the load collapse determination may be performed.
Regardless of which image processing method is used, two or more different image processing methods can be used to determine the degree of change before and after the transfer of the article based on image 1 and image 2, and to perform load collapse determination. preferable.

このように、荷崩れ判定手段34は、第1マッチング手段34aと第2マッチング手段34bの各々において、荷崩れの発生の有無を判定し、少なくともいずれか一方において荷崩が発生したと判定した場合は、荷崩れが発生したと決定し、その結果を出力する。
出力信号は、図1のロボット・搬送制御装置14に入力され、ピッキングロボット4の移載作業が中断される。
As described above, the load collapse determination unit 34 determines whether or not load collapse has occurred in each of the first matching unit 34a and the second matching unit 34b, and determines that load collapse has occurred in at least one of them. Determines that the collapse of the cargo has occurred and outputs the result.
The output signal is input to the robot / conveyance control device 14 of FIG. 1, and the transfer operation of the picking robot 4 is interrupted.

また、上記の荷崩れ検出装置20は、画像処理手段33(情報処理装置23)により荷崩れの発生を検出したときに、荷崩れが発生したことを監視員に認知させるための情報を出力する荷崩れ情報出力手段(図示せず)をさらに備える。
荷崩れ情報出力手段は、例えば、情報処理装置23の表示部(ディスプレイ)により表示させたり、警告ランプを点灯・点滅させたり、警告音を発したりする等、種々の形態を採用できる。
このため、荷崩れを検出した場合、監視員が、物品の積載状態の修正作業などの次善の対応作業に迅速に対応することが可能となる。
Further, the above-described load collapse detection device 20 outputs information for allowing the monitoring person to recognize that the load collapse has occurred when the image processing means 33 (information processing device 23) detects the occurrence of the load collapse. A cargo collapse information output means (not shown) is further provided.
The load collapse information output means can adopt various forms such as displaying on the display unit (display) of the information processing apparatus 23, turning on / flashing a warning lamp, and emitting a warning sound.
For this reason, when the collapse of the load is detected, it becomes possible for the supervisor to quickly respond to the second best response work such as the work for correcting the loading state of the articles.

次に、図2に示した距離画像生成手段35と作業後荷崩れ判定手段36について説明する。
上述したように、三次元計測手段32は、パレット2から所望個数の物品1を移載する移載作業の全工程におけるその作業前後の物品群を三次元計測する。
すなわち、三次元計測手段32は、物品1を移載する位置までパレット2が搬送されてきた状態の物品群を三次元計測する。また、三次元計測手段32は、所望個数の物品1の移載作業が全て終了した状態の物品群を三次元計測する。この所望個数は、ホストコンピュータ24からの出荷指令で指示された個数であって、ピッキングロボット4により移載すべき物品1の個数である。
Next, the distance image generating means 35 and the post-work load collapse determining means 36 shown in FIG. 2 will be described.
As described above, the three-dimensional measuring unit 32 three-dimensionally measures a group of articles before and after the operation in all steps of the transfer operation for transferring a desired number of articles 1 from the pallet 2.
That is, the three-dimensional measuring unit 32 measures the article group in a state where the pallet 2 has been conveyed to the position where the article 1 is transferred. In addition, the three-dimensional measuring unit 32 performs three-dimensional measurement on the article group in a state where the transfer operation of the desired number of articles 1 has been completed. This desired number is the number instructed by the shipping command from the host computer 24 and the number of articles 1 to be transferred by the picking robot 4.

距離画像生成手段35は、三次元計測手段32からの計測データに基づいて、移載作業の全工程における作業前の距離画像(以下、「距離画像A1」とする。)と、作業後の距離画像(以下、「距離画像A2」とする。)を生成する。
作業後荷崩れ判定手段36は、まず、距離画像A1および距離画像A2に基づいて移載作業の前後におけるパレット2上の物品群の体積を推定する。本実施形態における三次元計測手段32は、上述したように、物品群の全体形状を直接捉えることができないため、物品群の上面形状を計測し、この上面形状と物品情報データベース26(図1参照。)の物品形状データを用い、物品群の全体形状を推定する。すなわち、三次元計測手段32(三次元計測センサ22)により、物品群の上面形状、高さ及び面積を算出することができるから、これらのデータと、物品形状データとから、物品群の全体形状と体積を推定することができる。
そして、作業後荷崩れ判定手段36は、移載作業前後における物品群の体積の差および物品形状データに基づいて、移載作業の全工程後の荷崩れの発生の有無を判定する。
The distance image generation means 35 is based on the measurement data from the three-dimensional measurement means 32, and the distance image before work (hereinafter referred to as “distance image A1”) and the distance after work in all steps of the transfer work. An image (hereinafter referred to as “distance image A2”) is generated.
The post-work load collapse determining means 36 first estimates the volume of the article group on the pallet 2 before and after the transfer work based on the distance image A1 and the distance image A2. As described above, the three-dimensional measuring unit 32 in the present embodiment cannot directly capture the entire shape of the article group, and therefore measures the upper surface shape of the article group, and the upper surface shape and the article information database 26 (see FIG. 1). .) Is used to estimate the overall shape of the article group. That is, since the top surface shape, height, and area of the article group can be calculated by the three-dimensional measuring means 32 (three-dimensional measurement sensor 22), the overall shape of the article group is obtained from these data and the article shape data. And the volume can be estimated.
Then, the post-work load collapse determining means 36 determines whether or not load collapse has occurred after all the steps of the transfer work, based on the volume difference of the product group before and after the transfer work and the product shape data.

この判定は具体的には、以下のように行うことができる。
移載作業前と移載作業後の物品群の体積の差は、実際に移載された物品1の総体積と等しいはずであるから、求めた体積差を、物品形状データから算出される物品一つあたりの体積で除することにより、実際に移載された物品1の個数を推定することができる。
そして、作業後荷崩れ判定手段36は、推定した物品1の個数と移載されるべき所望個数とを比較し、その一致度合に基づいて、移載作業の全工程後の荷崩れの発生の有無を判定する。
すなわち、推定個数と所望個数とが不一致である場合は、移載作業終了後に残った物品群の重心バランスが崩れる等により、物品群が倒壊したなどの荷崩れが発生したと判断できる。
作業後荷崩れ判定手段36は、荷崩れが発生したと判定した場合は、その結果を出力する。その出力信号は、図1のロボット・搬送制御装置14に入力され、ピッキングロボット4の移載作業が中断される。
Specifically, this determination can be performed as follows.
Since the volume difference between the articles before and after the transfer work should be equal to the total volume of the article 1 actually transferred, the calculated volume difference is calculated from the article shape data. By dividing by the volume per one, the number of articles 1 actually transferred can be estimated.
Then, the post-work load collapse determining means 36 compares the estimated number of articles 1 with the desired number to be transferred, and based on the degree of coincidence, occurrence of load collapse after all the steps of the transfer operation is performed. Determine presence or absence.
That is, when the estimated number and the desired number do not match, it can be determined that the collapse of goods such as the collapse of the article group has occurred due to the collapse of the balance of the center of gravity of the article group remaining after the transfer operation.
When it is determined that the load collapse has occurred, the post-work load collapse determining means 36 outputs the result. The output signal is input to the robot / conveyance control device 14 of FIG. 1, and the transfer operation of the picking robot 4 is interrupted.

図5は、第1実施形態にかかる画像処理手段33による荷崩れ判定処理のフローチャートを示す図である。
画像処理手段33は、パレット搬入信号を受信すると(S101)、三次元計測手段に三次元計測を指令して物品群の三次元計測を行い、その計測データに基づいて、移載作業前の距離画像A1を生成する(S102)。
次に、撮像手段に撮像を指令して物品1が移載される前の物品群の画像1を取得する(S103)。
FIG. 5 is a flowchart of the load collapse determination process performed by the image processing unit 33 according to the first embodiment.
When the image processing means 33 receives the pallet carry-in signal (S101), it instructs the three-dimensional measurement means to perform three-dimensional measurement, performs three-dimensional measurement of the article group, and based on the measurement data, the distance before the transfer operation An image A1 is generated (S102).
Next, the imaging unit is instructed to take an image, and an image 1 of the article group before the article 1 is transferred is acquired (S103).

次に、物品一つの自動移載作業が終了したことを知らせる信号を受信すると(S104)、撮像手段31に撮像を指令して物品1が移載された後の物品群の画像2を取得する(S105)。
次に、荷崩れ判定手段34により、画像1と画像2を比較し、上述した方法により、荷崩れの発生の有無を判定し(S106、S107)、荷崩れが発生したと判定した場合は、判定結果として、荷崩れを検出したことを通報する信号を出力する(S113)。
Next, when a signal notifying that the automatic transfer operation of one article has been completed is received (S104), the imaging means 31 is instructed to take an image and the image 2 of the article group after the article 1 is transferred is acquired. (S105).
Next, the load collapse determination unit 34 compares the image 1 and the image 2 and determines whether or not the load collapse has occurred by the above-described method (S106, S107). When it is determined that the load collapse has occurred, As a determination result, a signal reporting that the collapse of the cargo has been detected is output (S113).

一方、荷崩れが発生しなかったと判定した場合は、移載されるべき所定の個数(上記の所望個数)に対応する回数の移載作業が完了したか否かを確認し(S108)、完了していない場合は、上記のS103〜S107の処理を繰り返す。
S108において、全ての移載作業が完了していることを確認した場合は、三次元計測手段32に三次元計測を指令して物品群を三次元計測し、その計測データに基づいて、移載作業後の距離画像A2を生成する(S109)。
On the other hand, when it is determined that no cargo collapse has occurred, it is confirmed whether or not the transfer operation corresponding to the predetermined number to be transferred (the above-mentioned desired number) has been completed (S108). If not, the processes of S103 to S107 are repeated.
If it is confirmed in S108 that all transfer operations have been completed, the three-dimensional measurement unit 32 is instructed to perform three-dimensional measurement, and the article group is three-dimensionally measured. Based on the measurement data, the transfer is performed. A distance image A2 after work is generated (S109).

次に、作業後荷崩れ判定手段36により、距離画像A1と距離画像A2を比較し、上述した方法により荷崩の発生の有無を判定し(S110、S111)、荷崩れが発生したと判定した場合は、判定結果として、荷崩れを検出したことを通報する信号を出力する(S113)。
一方、荷崩れが発生しなかったと判定した場合は、移載作業の正常終了を知らせる信号を出力する(S112)。
Next, the post-work load collapse determining means 36 compares the distance image A1 and the distance image A2, determines the presence or absence of load collapse by the method described above (S110, S111), and determines that the load collapse has occurred. In this case, as a determination result, a signal reporting that the collapse of the cargo has been detected is output (S113).
On the other hand, if it is determined that the cargo collapse has not occurred, a signal notifying the normal end of the transfer operation is output (S112).

以下、第1実施形態にかかる本発明の作用・効果について説明する。
本発明によれば、個々の物品の移載毎に、この物品が移載される前の画像1と、移載された後の画像2を撮像し、画像1と画像2を比較するので、物品の移載時に、移載した物品以外の物品が位置ずれした場合は、両画像のうち移載された物品が存在していた領域以外の物品領域に変化が現れる。したがって、この変化度合に基づいて荷崩れの発生の有無を判定することができる。
このため、ピッキングロボット4による物品の自動移載中に発生する荷崩れを検出することができる。
また、これにより、ピッキングロボット4による自動移載の信頼性を向上できる。
また、荷崩れの発生を監視員に通知することにより、常時監視する必要がなくなるため、監視員の負担が軽減される。
Hereinafter, the operation and effect of the present invention according to the first embodiment will be described.
According to the present invention, each time an individual article is transferred, the image 1 before the article is transferred and the image 2 after the transfer are taken, and the image 1 and the image 2 are compared. When an article other than the transferred article is displaced at the time of transferring the article, a change appears in the article area other than the area where the transferred article exists in both images. Therefore, it is possible to determine whether or not the cargo collapse has occurred based on the degree of change.
For this reason, it is possible to detect load collapse that occurs during automatic transfer of articles by the picking robot 4.
Thereby, the reliability of automatic transfer by the picking robot 4 can be improved.
In addition, by notifying the supervisor of the occurrence of cargo collapse, it is not necessary to constantly monitor, thereby reducing the burden on the supervisor.

また、荷崩れ判定手段34により、エッジ画像による幾何的なマッチング(第1マッチング)と、濃淡画像又はカラー画像をそのまま用いたパターンマッチング(第2マッチング)を行うので、一方のマッチングにより荷崩れを検知できなくても、他方のマッチングにより荷崩れを検知した場合には、荷崩れが発生したと判定される。このため、荷崩れの検出漏れを低減することができる。   Moreover, since the geometrical matching (first matching) by the edge image and the pattern matching (second matching) using the grayscale image or the color image as they are are performed by the cargo collapse judging means 34, the cargo collapse by one of the matchings. Even if it cannot be detected, if the collapse of the load is detected by the other matching, it is determined that the collapse of the load has occurred. For this reason, it is possible to reduce detection failure of load collapse.

また、移載作業の全工程の前後における物品群を三次元計測して距離画像A1および距離画像A2を生成し、この距離画像を用いて、実際に移載された物品の個数を推定し、この推定個数と、移載すべき物品の個数(所望個数)とを比較し、一致するか否かを判定するので、移載作業の全工程後に荷崩れが発生した場合でもこれを検出することができる。
また、これにより、実際には出荷されていないにもかかわらず、在庫データベース上においては出荷されたものと取り扱われる事態も防止される。このため、在庫データベース上における物品数と実際の物品数との不整合をなくすことができる。
Further, the group of articles before and after all the steps of the transfer operation are three-dimensionally measured to generate a distance image A1 and a distance image A2, and using this distance image, the number of articles actually transferred is estimated, This estimated number is compared with the number of articles to be transferred (desired number), and it is determined whether or not they match, so that even if a load collapse occurs after the entire transfer process, this can be detected. Can do.
This also prevents a situation in the inventory database that the product is handled as shipped, although it is not actually shipped. For this reason, inconsistency between the number of articles on the inventory database and the actual number of articles can be eliminated.

[第2実施形態]
以下、本発明の第2実施形態について、図6〜図8を参照して説明する。
図6は、本実施形態にかかる荷崩れ検出装置20の機能ブロック図である。
図6に示すように、本実施形態にかかる荷崩れ検出装置20が第1実施形態におけるものと異なる点は、画像処理手段33が荷崩れ再判定手段37を備えている点である。画像処理手段33の他の構成である、荷崩れ判定手段34、距離画像生成手段35および作業後荷崩れ判定手段36は、以下に述べる点を除き、上述した第1実施形態と同様である。
[Second Embodiment]
Hereinafter, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 6 is a functional block diagram of the load collapse detection device 20 according to the present embodiment.
As shown in FIG. 6, the load collapse detection device 20 according to the present embodiment is different from that in the first embodiment in that the image processing means 33 includes a load collapse re-determination means 37. Other configurations of the image processing unit 33, the load collapse determination unit 34, the distance image generation unit 35, and the post-work load collapse determination unit 36 are the same as those in the first embodiment described above except for the points described below.

本実施形態において、三次元計測手段32および距離画像生成手段35は、個々の物品1の移載毎、あるいは複数物品1の移載毎(例えば1段分の物品群毎)に、物品が移載される前の物品群を三次元計測して距離画像(以下、「距離画像B1」とする。)を生成し、荷崩れ判定手段34が、荷崩れが発生したと判定したときに、物品1が移載された後の物品群を三次元計測して距離画像(以下、「距離画像B2」とする。)を生成する。   In the present embodiment, the three-dimensional measuring unit 32 and the distance image generating unit 35 transfer the articles for each transfer of the individual articles 1 or for each transfer of the plurality of articles 1 (for example, for each group of articles for one stage). When the article group before being placed is three-dimensionally measured to generate a distance image (hereinafter referred to as “distance image B1”), and the load collapse determination unit 34 determines that the load collapse has occurred, the article The article group after 1 is transferred is three-dimensionally measured to generate a distance image (hereinafter referred to as “distance image B2”).

荷崩れ再判定手段37は、荷崩れ判定手段34が、荷崩れが発生したと判定したときに、距離画像B1および距離画像B2に基づいて荷崩れの発生を再度判定する。
すなわち、本実施形態において荷崩れ判定手段34による判定は、仮判定であり、画像処理手段33の確定的な判定は、荷崩れ再判定手段37により行われる。
When the load collapse determination unit 34 determines that the load collapse has occurred, the load collapse re-determination unit 37 determines again the occurrence of the load collapse based on the distance image B1 and the distance image B2.
That is, in this embodiment, the determination by the load collapse determination unit 34 is a provisional determination, and the definitive determination of the image processing unit 33 is performed by the load collapse re-determination unit 37.

図7は、荷崩れ再判定手段37による荷崩れ再判定方法を説明する図である。
荷崩れ再判定手段37は、まず、距離画像B1および距離画像B2に基づいて、それぞれの距離画像に対応する状態における物品群の形状および体積を推定する。この形状および体積の推定は、上述した作業後荷崩れ判定手段36による形状及び体積の推定と同様の方法により行う。
図7では、この図で最上段・右・奥に位置する物品が移載されたものとし、(A)が距離画像B1に基づいて推定された物品群の形状であり、(B)が距離画像B2に基づいて推定された物品群の形状である。
FIG. 7 is a diagram for explaining a method for re-determination of a load collapse by the load collapse re-determination means 37.
The load collapse re-determination means 37 first estimates the shape and volume of the article group in a state corresponding to each distance image based on the distance image B1 and the distance image B2. The estimation of the shape and volume is performed by the same method as the estimation of the shape and volume by the post-work load collapse determination means 36 described above.
In FIG. 7, it is assumed that the article located at the top, right, and back in the figure is transferred, (A) is the shape of the article group estimated based on the distance image B1, and (B) is the distance. This is the shape of the article group estimated based on the image B2.

次に、荷崩れ再判定手段37は、移載された物品が存在していた領域以外の物品領域の変化度合を求める。
この変化度合は、例えば、正規化相関法による類似度をもって規定することができる。そして、荷崩れが発生したと判断する基準として閾値を予め設定しておき、これに基づいて荷崩れの発生の有無を判定する。
Next, the cargo collapse re-determination means 37 obtains the degree of change of the article area other than the area where the transferred article was present.
This degree of change can be defined, for example, with a degree of similarity based on a normalized correlation method. Then, a threshold is set in advance as a reference for determining that the collapse of the load has occurred, and based on this, the presence or absence of the occurrence of the collapse of the load is determined.

そして、荷崩れ再判定手段37は、再度の判定において荷崩れが発生しなかったと判定した場合は、荷崩れ判定手段34による仮の判定を否定して荷崩れの発生は無かったものとする。
一方、再度の判定において荷崩れが発生したと判定した場合は、荷崩れ判定手段34による仮判定を肯定して物品1の移載時に荷崩れが発生したと決定し、その結果を出力する。
その出力信号は、図1のロボット・搬送制御装置14に入力され、ピッキングロボット4の移載作業が中断される。
When the load collapse re-determination means 37 determines that no load collapse has occurred in the second determination, it is assumed that no load collapse has occurred because the provisional determination by the load collapse determination means 34 is denied.
On the other hand, when it is determined that the load collapse has occurred in the determination again, the provisional determination by the load collapse determination unit 34 is affirmed, it is determined that the load collapse has occurred when the article 1 is transferred, and the result is output.
The output signal is input to the robot / conveyance control device 14 of FIG. 1, and the transfer operation of the picking robot 4 is interrupted.

図8は、第2実施形態にかかる画像処理手段33による荷崩れ判定処理のフローチャートを示す図である。
図8に示すフローチャートが第1実施形態にかかる図5に示すフローチャートと異なる点は、S114〜S117の処理が加わった点である。
すなわち、三次元計測手段32および距離画像生成手段35により、個々の物品1の移載毎、あるいは複数物品1の移載毎(例えば1段分の物品群毎)に、物品が移載される前の物品群を三次元計測して距離画像B1が生成される(S114)。
この距離画像B1の生成は、物品1の移載作業の全工程における最初の移載である場合は、距離画像A1の生成で代用してもよい。
FIG. 8 is a diagram illustrating a flowchart of the load collapse determination process by the image processing unit 33 according to the second embodiment.
The flowchart shown in FIG. 8 differs from the flowchart shown in FIG. 5 according to the first embodiment in that the processes of S114 to S117 are added.
That is, the articles are transferred by the three-dimensional measuring means 32 and the distance image generating means 35 for each transfer of the individual articles 1 or for each transfer of the plurality of articles 1 (for example, for each one-stage article group). A distance image B1 is generated by three-dimensionally measuring the previous article group (S114).
The generation of the distance image B1 may be substituted by the generation of the distance image A1 when it is the first transfer in all the steps of the transfer operation of the article 1.

また、荷崩れ判定手段34による仮の判定の結果(S106、S107)、荷崩れが発生したと判定した場合は、画像処理手段33は、三次元計測手段32に三次元計測を指令して物品群の三次元計測を行い、距離画像生成手段35はその計測データに基づいて距離画像B2を生成する(S115)。
次に、荷崩れ再判定手段37により、距離画像B1と距離画像B2を比較し、上述した方法により荷崩れの発生の有無を判定し(S116、S117)、荷崩れが発生したと判定した場合は、荷崩れ判定手段34による仮判定を肯定して物品1の移載時に荷崩れが発生したと決定し、判定結果として、荷崩れを検出したことを通報する信号を出力する(S113)。
If the result of provisional determination by the load collapse determination unit 34 (S106, S107) and it is determined that the load collapse has occurred, the image processing unit 33 instructs the 3D measurement unit 32 to perform 3D measurement. The group image is three-dimensionally measured, and the distance image generation means 35 generates a distance image B2 based on the measurement data (S115).
Next, the load collapse re-determination means 37 compares the distance image B1 and the distance image B2, determines whether or not load collapse has occurred by the above-described method (S116, S117), and determines that the load collapse has occurred. Affirms the provisional determination by the load collapse determination means 34, determines that load collapse has occurred when the article 1 is transferred, and outputs a signal notifying that load collapse has been detected as a determination result (S113).

一方、S117において荷崩れが発生しなかったと判定した場合は、荷崩れ判定手段34による仮判定を否定して荷崩れの発生は無かったものとし、移載されるべき所定の個数(上記の所望個数)に対応する回数の移載作業が完了したか否かを確認し(S108)、完了していない場合は、上記のS103〜S107、およびS114〜S117の処理を繰り返す。
その他の処理は、第1実施形態と同様である。
On the other hand, if it is determined in S117 that no load collapse has occurred, the provisional determination by the load collapse determination means 34 is denied and no load collapse has occurred. It is confirmed whether or not the transfer operation corresponding to the number of times has been completed (S108). If the transfer operation has not been completed, the processes of S103 to S107 and S114 to S117 are repeated.
Other processes are the same as those in the first embodiment.

以下、第2実施形態にかかる本発明の作用・効果について説明する。
本発明によれば、荷崩れ判定手段34による1度目の荷崩れ判定(仮判定)により荷崩れが発生したと判定された場合は三次元計測により荷崩れの有無を再度判定するので、1度目の荷崩れの判定に誤りがあった場合でも、計測精度の高い三次元計測を用いた判定により誤判定を否定し、正確な荷崩れ判定を行うことができる。
このため、荷崩れの検出精度を大幅に向上させることができ、誤検出による移載作業の中断などの弊害を防止することができる。
Hereinafter, the operation and effect of the present invention according to the second embodiment will be described.
According to the present invention, when it is determined by the first load collapse determination (provisional determination) by the load collapse determination means 34 that the load collapse has occurred, the presence / absence of the load collapse is determined again by three-dimensional measurement. Even if there is an error in the determination of the collapse of the load, it is possible to negate the erroneous determination by the determination using the three-dimensional measurement with high measurement accuracy and perform the accurate collapse determination.
For this reason, it is possible to greatly improve the accuracy of detecting load collapse and to prevent adverse effects such as interruption of transfer work due to erroneous detection.

以上、各実施形態における作用・効果の説明から明らかなように、本発明によれば、ピッキングロボットによる物品の自動移載中に発生する荷崩れを検出することができ、さらに、移載作業終了後に発生する荷崩れも検出することができる、という優れた効果が得られる。   As described above, as is apparent from the description of the operation and effect in each embodiment, according to the present invention, it is possible to detect a load collapse that occurs during the automatic transfer of an article by a picking robot, and furthermore, the transfer operation is completed. An excellent effect is obtained in that it is possible to detect the subsequent collapse of the load.

なお、本発明は上述した実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更できることは勿論である。   In addition, this invention is not limited to embodiment mentioned above, Of course, it can change variously in the range which does not deviate from the summary of this invention.

本発明の第1実施形態にかかる物品の荷崩れ検出装置を適用したピッキングシステムの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the picking system to which the goods collapse detection apparatus concerning 1st Embodiment of this invention is applied. 本発明の第1実施形態にかかる物品の荷崩れ検出装置の機能ブロック図である。It is a functional block diagram of the goods collapse detection device concerning a 1st embodiment of the present invention. 第1マッチング手段による物品の荷崩れ判定方法を説明する図である。It is a figure explaining the article collapse determination method by the 1st matching means. 第2マッチング手段による物品の荷崩れ判定方法を説明する図である。It is a figure explaining the article collapse determination method by the 2nd matching means. 本発明の第1実施形態における画像処理手段による荷崩れ判定処理のフローチャートを示す図である。It is a figure which shows the flowchart of the load collapse determination process by the image processing means in 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2実施形態にかかる物品の荷崩れ検出装置の機能ブロック図である。It is a functional block diagram of the goods collapse detection apparatus concerning 2nd Embodiment of this invention. 荷崩れ再判定手段による物品の荷崩れ再判定方法を説明する図である。It is a figure explaining the item collapse re-determination method by the load collapse re-determination means. 本発明の第2実施形態における画像処理手段による荷崩れ判定処理のフローチャートを示す図である。It is a figure which shows the flowchart of the load collapse determination process by the image processing means in 2nd Embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 物品
2 パレット
4 ピッキングロボット
5 台座部
6 アーム部
7 把持部
10 ピッキングシステム
12 パレットコンベア
14 ロボット・搬送制御装置
20 荷崩れ検出装置
21 カメラ
22 三次元計測センサ
23 情報処理装置
24 ホストコンピュータ
26 物品情報データベース
31 撮像手段
32 三次元計測手段
33 画像処理手段
34 荷崩れ判定手段
34a 第1マッチング手段
34b 第2マッチング手段
35 距離画像生成手段
36 作業後荷崩れ判定手段
37 荷崩れ再判定手段
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Goods 2 Pallet 4 Picking robot 5 Pedestal part 6 Arm part 7 Grip part 10 Picking system 12 Pallet conveyor 14 Robot / conveyance control apparatus 20 Load collapse detection apparatus 21 Camera 22 Three-dimensional measurement sensor 23 Information processing apparatus 24 Host computer 26 Article information Database 31 Imaging means 32 Three-dimensional measuring means 33 Image processing means 34 Load collapse determination means 34a First matching means 34b Second matching means 35 Distance image generation means 36 Post-work load collapse determination means 37 Load collapse re-determination means

Claims (10)

複数の物品が積付けられた積付けエリアから該物品を前記積付けエリアとは別の位置に移載する際の前記物品の荷崩れを検出する方法であって、
(a)個々の物品の移載毎に、その前後における前記積付けエリアに積付けられた物品群を上方から撮像して、当該物品の移載前の第1の画像と、移載後の第2の画像を取得し、
(b)前記第1の画像と前記第2の画像を比較し、移載された物品が存在していた領域以外の物品領域の変化度合に基づいて荷崩れの発生の有無を判定する、
ことを特徴とする物品の荷崩れ検出方法。
A method for detecting collapse of the article when transferring the article from a loading area where a plurality of articles are loaded to a position different from the loading area,
(A) For each transfer of an individual article, an image of the group of articles stacked in the stacking area before and after that is taken from above, a first image before transfer of the article, and after transfer Get a second image,
(B) The first image and the second image are compared, and the presence or absence of occurrence of cargo collapse is determined based on the degree of change in the article region other than the region where the transferred article was present.
An article collapse detection method characterized by the above.
前記(b)の段階において、
前記第1の画像と前記第2の画像の各々のエッジ画像を生成して両画像を比較し、該エッジ画像のうち移載された物品が存在していた領域以外の物品領域に対応する部分の変化度合に基づいて荷崩れの発生の有無を判定する第1マッチングと、
前記第1の画像と前記第2の画像を濃淡画像又はカラー画像のまま比較し、該濃淡画像又はカラー画像のうち移載された物品が存在していた領域以外の物品領域に対応する部分の変化度合に基づいて荷崩れの発生の有無を判定する第2マッチングと、を行う、
ことを特徴とする請求項1に記載の物品の荷崩れ検出方法。
In the step (b),
The edge image of each of the first image and the second image is generated, the two images are compared, and the portion corresponding to the article region other than the region where the transferred article exists in the edge image A first matching for determining whether or not a cargo collapse has occurred based on the degree of change in
The first image and the second image are compared as a grayscale image or a color image, and a portion of the grayscale image or the color image corresponding to an article area other than the area where the transferred article was present exists. Performing a second matching for determining whether or not a cargo collapse has occurred based on the degree of change,
The article collapse detection method according to claim 1.
前記積付けエリアから所望個数の前記物品を移載する移載作業の全工程におけるその作業前後の前記物品群を三次元計測し、作業前の第1の距離画像と、作業後の第2の距離画像を生成し、
前記第1の距離画像および前記第2の距離画像に基づいて前記移載作業の前後における前記荷積みエリア上の物品群の体積を推定し、
前記移載作業前後における物品群の体積の差および物品の形状データに基づいて、移載作業の全工程後の荷崩れの発生の有無を判定する、
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の物品の荷崩れ検出方法。
Three-dimensional measurement is performed on the group of articles before and after the transfer process for transferring a desired number of articles from the stacking area, and a first distance image before the work and a second after the work. Generate a range image,
Estimating the volume of the article group on the loading area before and after the transfer operation based on the first distance image and the second distance image;
Based on the volume difference of the article group before and after the transfer operation and the shape data of the article, it is determined whether or not load collapse has occurred after all the steps of the transfer operation.
3. A method for detecting a collapse of an article according to claim 1 or 2.
個々の物品の移載毎、あるいは複数物品の移載毎に、該物品が移載される前の物品群を三次元計測して第3の距離画像を生成し、
前記(b)の段階において荷崩れが発生したと判定したときに、前記物品が移載された後の物品群を三次元計測して第4の距離画像を生成し、
前記第3の距離画像と前記第4の距離画像を比較することにより、移載された物品が存在していた領域以外の物品領域の変化度合に基づいて荷崩れの発生の有無を前記(b)の段階における判定とは別に再度判定し、
前記再度の判定において荷崩れが発生しなかったと判定した場合は、前記(b)の段階における判定を否定して荷崩れの発生は無かったものとし、
前記再度の判定において荷崩れが発生したと判定した場合は、前記(b)の段階における判定を肯定して物品の移載時に荷崩れが発生したと決定する、
ことを特徴とする請求項3に記載の物品の荷崩れ検出方法。
For each transfer of an individual article or each transfer of a plurality of articles, a group of articles before the article is transferred is three-dimensionally measured to generate a third distance image,
When it is determined that load collapse has occurred in the step (b), a group of articles after the article is transferred is three-dimensionally measured to generate a fourth distance image,
By comparing the third distance image and the fourth distance image, the presence or absence of occurrence of cargo collapse is determined based on the degree of change in the article region other than the region where the transferred article was present (b) ) Again in addition to the determination in the stage)
If it is determined that no load collapse has occurred in the re-determination, the determination in the stage (b) is denied and no load collapse has occurred,
If it is determined in the second determination that load collapse has occurred, the determination in the step (b) is affirmed and it is determined that load collapse has occurred when the article is transferred.
The article collapse detection method according to claim 3.
複数の物品が積付けられた積付けエリアから該物品を前記積付けエリアとは別の位置に移載する際の前記物品の荷崩れを検出する方法であって、
前記積付けエリアから所望個数の前記物品を移載する移載作業の全工程におけるその作業前後の前記物品群を三次元計測し、作業前の第1の距離画像と、作業後の第2の距離画像を生成し、
前記第1の距離画像および前記第2の距離画像に基づいて前記移載作業の前後における前記荷積みエリア上の物品群の体積を推定し、
前記移載作業前後における物品群の体積の差および物品の形状データに基づいて、移載作業の全工程後の荷崩れの発生の有無を判定する、
ことを特徴とする物品の荷崩れ検出方法。
A method for detecting collapse of the article when transferring the article from a loading area where a plurality of articles are loaded to a position different from the loading area,
Three-dimensional measurement is performed on the group of articles before and after the transfer process for transferring a desired number of articles from the stacking area, and a first distance image before the work and a second after the work. Generate a range image,
Estimating the volume of the article group on the loading area before and after the transfer operation based on the first distance image and the second distance image;
Based on the volume difference of the article group before and after the transfer operation and the shape data of the article, it is determined whether or not load collapse has occurred after all the steps of the transfer operation.
An article collapse detection method characterized by the above.
複数の物品が積付けられた積付けエリアから該物品を前記積付けエリアとは別の位置に移載する際の前記物品の荷崩れを検出する装置であって、
前記積付けエリアに積付けられた物品群を上方から撮像する撮像手段と、
前記撮像手段により撮像した画像データに基づいて画像処理を行う画像処理手段と、を備え、
前記撮像手段は、個々の物品の移載毎に、該物品が移載される前の第1の画像と、移載された後の第2の画像を撮像し、
前記画像処理手段は、前記第1の画像と前記第2の画像を比較し、移載された物品が存在していた領域以外の物品領域の変化度合に基づいて荷崩れの発生の有無を判定する荷崩れ判定手段を備える、
ことを特徴とする物品の荷崩れ検出装置。
A device for detecting collapse of the article when transferring the article from a loading area where a plurality of articles are loaded to a position different from the loading area,
Imaging means for imaging the group of articles stacked in the stacking area from above;
Image processing means for performing image processing based on image data imaged by the imaging means,
The imaging means captures a first image before the article is transferred and a second image after the article is transferred for each transfer of the article,
The image processing means compares the first image with the second image, and determines whether or not a cargo collapse has occurred based on the degree of change in an article area other than the area where the transferred article was present. Equipped with a load collapse determination means
An article collapse detection device characterized by the above.
前記荷崩れ判定手段は、
前記第1の画像と前記第2の画像の各々のエッジ画像を生成して両画像を比較し、該エッジ画像のうち移載された物品が存在していた領域以外の物品領域に対応する部分の変化度合に基づいて荷崩れの発生の有無を判定する第1マッチング手段と、
前記第1の画像と前記第2の画像を濃淡画像又はカラー画像のまま比較し、該濃淡画像又はカラー画像のうち移載された物品が存在していた領域以外の物品領域に対応する部分の変化度合に基づいて荷崩れの発生の有無を判定する第2マッチング手段と、を備える、
ことを特徴とする請求項6に記載の物品の荷崩れ検出装置。
The load collapse judging means is
The edge image of each of the first image and the second image is generated, the two images are compared, and the portion corresponding to the article region other than the region where the transferred article exists in the edge image First matching means for determining the presence or absence of cargo collapse based on the degree of change of
The first image and the second image are compared as a grayscale image or a color image, and a portion of the grayscale image or the color image corresponding to an article area other than the area where the transferred article was present exists. A second matching means for determining the presence or absence of the occurrence of cargo collapse based on the degree of change,
The article collapse detection device according to claim 6.
前記積付けエリアに積付けられた物品群を三次元計測する三次元計測手段をさらに備え、
前記画像処理手段は、該三次元計測手段からの計測データに基づいて距離画像を生成する距離画像生成手段をさらに備え、
前記三次元計測手段は、前記積付けエリアから所望個数の前記物品を移載する移載作業の全工程におけるその作業前後の物品群を三次元計測し、
前記距離画像生成手段は、三次元計測データに基づいて前記作業前の第1の距離画像と作業後の第2の距離画像を生成し、
前記画像処理手段は、前記第1の距離画像および前記第2の距離画像に基づいて前記移載作業の前後における前記荷積みエリア上の物品群の体積を推定し、前記移載作業前後における物品群の体積の差および物品の形状データに基づいて、移載作業の全工程後の荷崩れの発生の有無を判定する作業後荷崩れ判定手段を備える、
ことを特徴とする請求項6又は7に記載の物品の荷崩れ検出装置。
Further comprising three-dimensional measuring means for three-dimensionally measuring a group of articles stacked in the loading area;
The image processing means further includes distance image generation means for generating a distance image based on measurement data from the three-dimensional measurement means,
The three-dimensional measuring means three-dimensionally measures an article group before and after the work in all steps of the transfer work for transferring a desired number of the articles from the loading area,
The distance image generation means generates a first distance image before the work and a second distance image after the work based on three-dimensional measurement data,
The image processing means estimates the volume of the article group on the loading area before and after the transfer operation based on the first distance image and the second distance image, and the article before and after the transfer operation. Based on the difference in the volume of the group and the shape data of the article, it is provided with a post-work load collapse determining means for determining the presence or absence of load collapse after the entire transfer work process,
The article collapse detection device according to claim 6 or 7, characterized in that
前記三次元計測手段及び前記距離画像生成手段は、個々の物品の移載毎、あるいは複数物品の移載毎に、該物品が移載される前の物品群を三次元計測して第3の距離画像を生成し、前記荷崩れ判定手段が、荷崩れが発生したと判定したときに、前記物品が移載された後の物品群を三次元計測して第4の距離画像を生成し、
前記画像処理手段は、前記荷崩れ判定手段が、荷崩れが発生したと判定したときに、前記第3の距離画像および第4の距離画像に基づいて荷崩れの発生を再度判定する荷崩れ再判定手段をさらに備え、
該荷崩れ再判定手段は、前記第3の距離画像と第4の距離画像とを比較し、移載された物品が存在していた領域以外の物品領域の変化度合に基づいて荷崩れの発生の有無を再度判定し、該再度の判定において荷崩れが発生しなかったと判定した場合は、前記荷崩れ判定手段による判定を否定して荷崩れの発生は無かったものとし、前記再度の判定において荷崩れが発生したと判定した場合は、前記荷崩れ判定手段による判定を肯定して物品の移載時に荷崩れが発生したと決定する、
ことを特徴とする請求項8に記載の物品の荷崩れ検出装置。
The three-dimensional measuring means and the distance image generating means perform a three-dimensional measurement of an article group before the article is transferred for each transfer of each article or a plurality of articles. A distance image is generated, and when the load collapse determination unit determines that the load collapse has occurred, a group of articles after the article is transferred is three-dimensionally measured to generate a fourth distance image;
The image processing means re-determines the occurrence of load collapse based on the third distance image and the fourth distance image when the load collapse determination means determines that the load collapse has occurred. A determination unit;
The load collapse re-determination means compares the third distance image and the fourth distance image, and the occurrence of load collapse occurs based on the degree of change in the article area other than the area where the transferred article was present. In the second determination, if it is determined that no load collapse has occurred, the determination by the load collapse determination means is denied and no load collapse has occurred. If it is determined that the load collapse has occurred, the determination by the load collapse determination means is affirmed and it is determined that the load collapse has occurred when the article is transferred.
The article collapse detection device according to claim 8.
複数の物品が積付けられた積付けエリアから該物品を前記積付けエリアとは別の位置に移載する際の前記物品の荷崩れを検出する装置であって、
前記積付けエリアに積付けられた物品群を三次元計測する三次元計測手段と、
該三次元計測手段からの計測データに基づいて画像処理を行う画像処理手段と、を備え、
前記三次元計測手段は、前記積付けエリアから所望個数の前記物品を移載する移載作業の全工程におけるその作業前の物品群を三次元計測し、
前記画像処理手段は、
前記三次元計測手段からの計測データに基づいて前記作業前の第1の距離画像と作業後の第2の距離画像を生成する距離画像生成手段と、
前記第1の距離画像および前記第2の距離画像に基づいて前記移載作業の前後における前記荷積みエリア上の物品群の体積を推定し、前記移載作業前後における物品群の体積の差および物品の形状データに基づいて、移載作業の全工程後の荷崩れの発生の有無を判定する作業後荷崩れ判定手段と、を有する、
ことを特徴とする物品の荷崩れ検出装置。
A device for detecting collapse of the article when transferring the article from a loading area where a plurality of articles are loaded to a position different from the loading area,
Three-dimensional measuring means for three-dimensionally measuring a group of articles stacked in the loading area;
Image processing means for performing image processing based on measurement data from the three-dimensional measurement means,
The three-dimensional measuring means three-dimensionally measures a group of articles before the work in all steps of the transfer work for transferring a desired number of the articles from the loading area,
The image processing means includes
Distance image generation means for generating a first distance image before the work and a second distance image after the work based on measurement data from the three-dimensional measurement means;
Estimating the volume of the article group on the loading area before and after the transfer operation based on the first distance image and the second distance image, and the difference in volume of the article group before and after the transfer operation; Based on the shape data of the article, it has a post-work load collapse determining means for determining the presence or absence of load collapse after all the steps of the transfer work,
An article collapse detection device characterized by the above.
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