JP6967333B2 - ピッキング支援システム及びピッキング支援方法 - Google Patents

Description

本発明は、物流及び倉庫管理における物品のピッキングを支援するシステム及び手段に関し、特に、ＡＲ（拡張現実）を活用したピンキング支援システムに関する。

車貨物輸送という物流量に大きな変化は認められないが、通信販売やコンビニエンスストア等に代表されるように、多品種小ロットの顧客の注文に即時対応することが求められており、その取扱量が増大する傾向にあるため、物流及び倉庫管理における物品のピッキングの高効率化が重要な課題となっている。これはまた、ピッキングが、格納庫に保管されている多種多様な物品の中から顧客の注文に応じた物品を人為的に取出す作業であるため、間違いが多く、時間を要し、物流の効率化を妨げる要因となっているためである。従って、正確かつ迅速にピッキング作業を完了させる支援システムが開発されてきた。

古くは、特許文献１から分かるように、物品を格納庫から取り出す場合、貯蔵品目の種類ごとの各貯蔵位置に、ピッキングの指示及びピッキングすべき数量の指示を行う表示器を取り付け、その表示器によってピッキング指示を視覚的に認識できるようにしたピッキング指示システムに係るピッキング支援システムが開示されている。更に、特許文献２では、物品を格納庫から取り出し、搬送されてくるコンテナケースに収納するピッキングにおいては、搬送手段に沿って設けられた表示器によって収納すべきコンテナケースを認識させるピッキング指示システムに係るピッキング支援システムが開示されている。いずれも、蓄積された膨大な物品情報を外部情報処理装置（ホストコンピュータ）で処理し、物品の搬送手段を制御すると共に、物品の収納されている個所或いは取り出した物品を収納すべき個所に、種々の表示器を多数設け、それらの点灯・消灯等を制御するデジタルピッキングシステムというピッキング支援システムであり、ピッキングの精度及び速度を飛躍的に向上させることができた。

しかしながら、このようなデジタルピッキングシステムにも、次のような課題がある。上記いずれのピッキング指示システムにおいても、物品の収納されている個所、或いは、取り出した物品を収納すべき個所に、種々の表示器を設ける必要があり、それらを接続し、点灯・消灯等の制御をする必要がある。そのため、ピッキング指示システムに必要な設備が大掛かりとなる上、高価な表示器が多数必要であるという問題がある。また、作業者が、表示器を一つの視野内で認識することが困難な場合があり、それが作業効率を低下させているという問題もある。

そのため、物品を格納庫から取り出す場合、貯蔵品目の種類ごとの各貯蔵位置に取付けられたピッキングの指示及びピッキングすべき数量の指示を行う表示器に換わり、ホストコンピュータから送信される、棚番地、ピッキング数量、及び、商品の絵等のピッキングに必要な情報を透過型ヘッドマウントディスプレイ画面上の現実空間と重畳するように表示させるピッキング支援システムが考案されている（特許文献３）。また、物品を格納庫から取り出し、搬送されてくるコンテナケースに収納するピッキングにおいては、搬送手段に沿って設けられた収納すべきコンテナケースを認識させる表示器に換わり、ＡＲマーカーを利用して、現実空間にピッキングされるべき物品の保管場所や投入先等の指示情報や画像が付加されるピッキング支援システムも開示されている（特許文献４、５、及び、６）。

しかし、このようなＡＲを利用したピッキング支援システムには、透過型ヘッドマウントディスプレイ等の画面上にピッキングに必要な指示情報や画像が重畳され、ピッキング作業を誘導するが、ピッキング対象の物品に関する情報については、予めメーカーの商品カタログ等に記載されている写真等の情報をもとに作成する場合が多いことから、その物品の中身の態様を表示することになり、その物品をピッキング作業時に取り扱う単位（ピース・ボール・ケース・他）の荷姿で表示する場合はほとんどない。従って、商品のピッキングを正確に行うための物品を分別するという機能がなく、実際に行われたピッキングが正確に行われたかどうかを照合し判定することができないという問題があり、折角ピッキング作業者にヘッドマウントディスプレイ等の写真や動画を再生できる画像表示器を装着させているにもかかわらず、正確かつ迅速なピッキング業務を支援できるシステムには至っていない。

特開昭５７−１３７２０３号公報 特開平４−３５４７０４号公報 特開平１０−１４７４１１号公報 特開２０１４−４３３５３号公報 特開２０１５−４８１７１号公報 特開２０１５−１２４０５７号公報

本発明は、物流及び倉庫管理において、物品のピッキング作業を正確かつ迅速に行うことができるピッキング支援システムを提供することを目的としている。更に詳しくは、ＡＲを活用し、正確な物品のピッキングが行え、そのピッキング業務を照合し判定することが可能な、効率的なピンキング支援システムを提供することを目的とする。

本発明は、対象物の撮像ができる機能と、ピッキングに紐づけられた情報及び画像の表示ができる機能と、外部情報処理装置との送受信ができる機能と、作業者が携行できる機能とを有する携行式情報表示装置と、ピッキングに紐づけられた情報及び画像を選択できる機能を有する制御装置と、ピッキングに紐づけられた情報及び画像の蓄積、処理、及び、出力ができる機能を有する外部情報処理装置とを具備することを特徴とするピッキング支援システムを構築することによって、上記課題を解決するものである。

すなわち、ピッキングする物品の荷姿に関する正確な画像を様々な条件で予め撮影し、その物品の画像とピッキングに紐づけられた情報とを外部情報処理装置に蓄積しておくと、ピッキングに紐づけられた情報及び画像を選択できる機能を有する制御装置によって出されるピッキングの指示によって、携行式情報表示装置に、ピッキングすべき物品の出荷先、作業リスト、及び、画像等のピッキング情報が、現実空間と重畳して表示されると共に、その情報に従って行われたピッキングが正確であるかどうかを照合し判定することができるように、外部情報処理装置と携行式情報表示装置との間で送受信されるピッキング支援システムである。

上記ピッキング支援システムの携行式情報表示装置に識別子の読取りができる機能を具備すると、ＡＲマーカー、ＱＲ（Ｑｕｉｃｋ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ）コード、及び、バーコード等を利用することができるため、ピッキング支援内容を変えることなく、ピッキングする物品の正確な画像の撮影を簡略化でき、しかも、外部情報処理装置の性能を下げることができ、外部情報処理装置の大型化、低コスト化を図ることができる。

更に、携行式情報表示装置に作業者の方位及び位置を検知ができる機能を具備することによって、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）、地磁気センサー、ジャイロ加速度センサーを利用できるため、外部情報処理装置の負荷がより低減され、より正確で効率的な、しかも、より安価なピッキング支援システムを構築することができる。

より具体的には、本発明のピッキング支援システムは、撮像機能と、表示機能と、送受信機能と、携行機能とを有する携行式情報表示装置と、ピッキング業務の制御装置と、情報及び画像の蓄積、処理、及び、出力ができる外部情報処理装置とを具備する上記ピッキング支援システムの各装置が、ピッキングに紐づけられた情報に含まれる作業情報を携行式情報表示装置に表示する出力手段と、作業情報を決定する選択手段と、ピッキングに紐づけられた情報に含まれる位置情報と前記携行式情報表示装置によって読取られた位置情報とを照合し見定める判定手段と、その判定手段の結果が正しい場合、ピッキングに紐づけられた情報に含まれる物品情報を表示する出力手段と、ピッキングの完了を指示する出力手段とを有することによって上記課題を解決したピッキング業務を実施することができる。更に、仕分けられた物品を照合し見定める判定手段を有することが好ましい。

前段落のピッキングシステムでは、ピッキングする物品の画像情報は、実際にピッキングが行われる状態でなくとも、その物品であることが同定できるものであれば、特に制限はない。しかし、ピッキングする物品の画像は、格納庫に入庫されている状態のものでなければ、誤ってピッキングする可能性が高く、ピッキング業務の精度及び効率を低下させる原因となる。例えば、一つの物品そのものの画像が外部情報処理装置に蓄積されているとすると、実際の格納庫には、その物品が二つのセットで保管されていたり、包装されていたりする場合があるため、携行式情報表示装置にＡＲとして映し出される画像と現実空間の実際にピッキングする物品とは異なっており、作業者に混乱をきたす結果となる。

そこで、本発明のピッキング支援システムは、携行式情報表示装置によって、格納する物品の情報を読取り前記格納する物品を撮像し登録する記録手段と、前記格納する物品が格納された位置情報を登録する記録手段とを有することがより更に好ましく、より正確で、より効率的なピッキングを可能なものとすることができる。

本発明により、携行式情報表示装置の現実空間に重畳して映し出されるピッキング情報が極めて正確な情報及び画像となる上、ピッキング業務が正しく行われたかどうかを照合し判定することができるため、作業者に負担を与えることなく、正確かつ迅速で、効率的なピッキング業務を行うことが可能となる。

また、高価な表示器が格納庫やコンテナケース等の収納箱の各所に多数必要で大掛かりなピッキング支援システムとは異なり、装置としては少なくとも携行式情報表示装置があればよく、経済性に優れたピッキング支援システムを提供することができる。また、識別子の読取をできる装置を加えれば、ＡＲマーカー、ＱＲコード（登録商標）、及び、バーコード等を使用できるので、より更に正確に、より更に経済的になる。

本発明の一実施形態に係るピッキング支援システムを説明するための概略図である。 本発明の一実施形態に係るピッキング支援システムの概念を説明するための、携行式情報表示装置及びコントローラの模式図である。 本発明の一実施形態に係るピッキング支援システムの概念を説明するための物品格納庫の模式図である。 本発明の一実施形態に係るピッキング支援システムを用いたピッキング支援手段を説明するための、携行式情報表示装置に作業情報が表示された模式図である。 本発明の一実施形態に係るピッキング支援システムを用いたピッキング支援手段を説明するための、携行式情報表示装置に作業情報が表示された模式図である。 本発明の一実施形態に係るピッキング支援システムを用いたピッキング支援手段を説明するための、携行式情報表示装置に作業情報が表示された模式図である。 本発明の一実施形態に係るピッキング支援システムを用いたピッキング支援手段を説明するための、位置情報を照合し判定した結果が携行式情報表示装置に表示された模式図である。 本発明の一実施形態に係るピッキング支援システムを用いたピッキング支援手段を説明するための、位置情報を照合し見定められた判定結果が携行式情報表示装置に表示された模式図である。 本発明の一実施形態に係るピッキング支援システムを用いたピッキング支援手段を説明するための、物品情報が携行式情報表示装置に表示された模式図である。 本発明の一実施形態に係るピッキング支援システムを用いたピッキング支援手段を説明するための、仕分けられた物品を照合し見定められた判定結果が携行式情報表示装置に表示された模式図である。 本発明の別の実施形態に係るピッキング支援システムを用いたピッキング支援手段を説明するための、格納する物品の情報を読取り撮像し登録する記録手段とその画像結果が携行式情報表示装置に表示された模式図である。 本発明の別の実施形態に係るピッキング支援システムを用いたピッキング支援手段を説明するための、物品が格納された位置情報を登録する記録手段が携行式情報表示装置に表示された模式図である。

以下、本発明を、図面に表わした一実施形態を用いてより詳細に説明するが、本発明は、これらに限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した技術思想によってのみ限定されるものである。

本発明のＡＲを活用したピッキング支援システムの技術思想を明らかにするため、まず、ヘッドマウントディスプレイ（ＨＭＤ）を装着した作業者が、その視野に入る現実空間とＡＲとが重畳した映像を見ながら行う紛らわしい物品のカートによるピッキング作業を例に挙げて説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係るピッキング支援システムを説明するための概略図である。携行式情報表示装置の一つであるＨＭＤ４を装着した作業者Ｐは、ピッキングに紐づけられたＡＲの情報及び画像を選択できる機能を有する制御装置であるコントローラ５を身につけている。図示されていないが、音声指示ができるマイクロホンを装着していてもよい。そして、作業者Ｐが、碁盤目状に区画され、各棚列及び各棚間口に様々な識別子２が配備されている格納庫１に保管されている紛らわしい物品Ａの中から、ピッキングすべき物品を出荷するカート３にピッキングしようとしている。

ここで、ＨＭＤ４は、図２に示したように、対象物の撮像ができ、ＡＲマーカーの読取ができるカメラ４２、ピッキングに紐づけられた情報や画像の表示ができるディスプレイ４１、ＱＲコード（登録商標）及びバーコードの識別子の読取ができるスキャナ４３、（図示されていない）外部情報処理システムとの送受信ができる外部システムインターフェイス４４を有している。情報処理部４５、情報記録部４６、及び、（図示されていない）作業者の方位及び位置を検知できるセンサー等を備えていてもよい。

一方、格納庫１は、図３に示したように、各棚の列に棚ＡＲマーカー２１１が貼付された棚識別子２１が配備され、各棚の各間口に間口ＡＲマーカー２２１とＱＲコード（登録商標）２２２が貼付された間口識別子２２が配備されている。また、物品Ａには、それぞれ、バーコード２３が貼付されている。

次いで、以上のような本発明の一実施形態であるピッキング支援システム環境において行われるピッキング作業を、作業者Ｐの視野に入る映像を図示して説明する。

図４に示したように、作業者Ｐがコントローラ５により作業の開始を指示すると、現実空間（格納庫を向いた場合の視野）６に重畳して、ＡＲ作業メニュー７が映し出される。マイクロホンを装着している場合には、音声でピッキングの開始を指示してもよい。この場合と同様に、以下のコントローラ５の働きは、全てマイクロホンを用いた音声で行うことができる。

図４のＡＲ作業メニュー７からピッキングのアイコンをコントローラ５で選択すると、図５に示したように、現実空間６に重畳して、ＡＲ出荷オーダー８が映し出される。

図５のＡＲ出荷オーダー８から、例えば、武蔵小杉店をコントローラ５で選択すると、図６に示したように、現実空間６に重畳して、ＡＲ作業リスト９が映し出される。この例では、「０／４」と表示されているので、４アイテムの集品があることが確認でき、２段目、３段目には、棚番号や商品情報が表示され、その下にピッキング数量が表示されている。

図６のＡＲ作業リスト９から、棚番号が分かるので、作業者Ｐは、ピッキング先の棚に向かい、棚ＡＲマーカー２１１をＨＭＤ４のカメラ４２で読み取ると、図７に示したように、ＡＲによりＡＲ指定指示１０のランプが点灯し、正しい棚であることが認識される。

正しい棚であることが認識されると、図８に示したように、ピッキングする物品の保管されている間口が示されるので、間口ＡＲマーカー２２１をＨＭＤ４のカメラ４２で読み取ると、ＡＲによりＡＲ指定指示１０のランプが点灯し、正しい間口であることが認識される。

それに次いで、図９の左側のように、ＡＲ指定指示１０のランプが、ピッキングすべき物品を点灯すると同時に、図９の右側のように、ピッキングすべき物品のＡＲ物品写真１１とＡＲピッキング数量１２とが映し出されるので、間違いなくピッキングが完了する。このＡＲ物品写真１１の情報は、外部情報処理システムに蓄積されているが、上述したように、実際に格納庫に保管されているものであっても、それとは異なるものであってもよいが、前者の方が、紛らわしい物品の中から正確にピッキングできる。この前者の詳しい説明は後述する。

このようにしてピッキングが完了すると、完了を伝える出力手段、例えば、ＨＭＤ４を２回叩いて完了を合図し、次のピッキングに移る。この出力手段は、マイクロホンを装着している場合には、音声でピッキングの完了を合図してもよい。

ここで、ピッキングが正しく行われたことは、次のように照合し判定することができる。すなわち、物品を手にして目の前にかざすと、図１０のように物品を向いた場合の視野１３において、ＨＭＤ４のスキャナ４３が動作し、バーコード２３を読み取り、正しい物品であると、ＡＲによりＡＲ完了指示１４が映し出される。

このような一連の動作でピッキングが順次進められるが、より正確なピッキングを実現するため、上述した実際に格納庫に保管されている物品の写真を蓄積するピッキング支援システムの運用を説明する。特に、物品を棚に入庫する際に行うことが効率的である。この支援システムは、正確なピッキングを目的とするだけでなく、物品のデータベースを持っていない場合には、データベースの蓄積を支援するという意味でも重要な役割を果たすものである。

図４に示したように、作業者Ｐがコントローラ５により作業の開始を指示すると、現実空間（格納庫を向いた場合の視野）６に重畳して、ＡＲ作業メニュー７が映し出される。マイクロホンを装着している場合には、音声でピッキングの開始を指示してもよく、以下のコントローラ５の働きは、全てマイクロホンを用いた音声で行うことができる。

図４のＡＲ作業メニュー７から入庫のアイコンをコントローラ５で選択すると、ＨＭＤ４のスキャナ４３が動作できるようになる。

入庫する、すなわち、ピッキングする際の形態にある物品を取り出し、目の前にかざすと、図１１のように物品を向いた場合の視野１３において、ＨＭＤ４のスキャナ４３がその物品のバーコード２３を読み取る。

バーコード２３が読み取られると、図１１の物品を向いた場合の視野１３の右上に、ＡＲによりＡＲカメラアイコン１５が映し出されると同時に、ＡＲにより映し出されたＡＲタイマーのカウントダウンが開始されて、ＨＭＤ４のカメラ４２による撮影を完了する。そして、撮影された写真は、図１１の物品を向いた場合の視野１３の右下に、ＡＲによるＡＲ物品写真１１として表示され確認できる。所望の写真が得られない場合は、再度同じ操作を繰り返せばよい。

写真撮影が完了したら、作業者Ｐは、空いている棚の間口を探し、その物品の入庫先を決定する。決定されたら、例えば、図１２に示したように、入庫先の間口に配備されているＱＲコード（登録商標）２２２をＨＭＤ４のスキャナ４３で読み取り、写真付きの物品情報が外部情報処理システムに送信され、自動的に物品の登録が完了する。

このように登録された情報を用いて、上述したようなＡＲを活用した、正確かつ効率的なピッキングを支援することが可能となる。

以上、ＡＲを活用したピッキング支援システムの運用の一例を説明したが、様々な識別子を用いることなく、物品の入庫時の写真撮影に用いられた登録情報だけを用いてピッキングを支援することができる。その一例を説明する。

物品を入庫する際に、様々な角度から物品を写真撮影し、その写真付きの物品情報を外部情報処理システムに送信する。更に、その物品が空いている棚の間口に入庫されたら、様々な角度から物品及び棚や間口も含めて写真撮影する。この場合は、写真情報に加えて、位置情報も外部情報処理システムに送信される。

このような物品情報は、既にデータベースに蓄積されていた物品情報も含めて処理、蓄積されて、ＨＭＤ４に送信され、識別子によるＡＲを活用したピッキング支援システムと全く同様のピッキング支援が可能となる。すなわち、対象物の撮像ができる機能と、ピッキングに紐づけられた情報及び画像の表示ができる機能と、外部情報処理装置との送受信ができる機能と、作業者が携行できる機能とを有する携行式情報表示装置と、ピッキングに紐づけられた情報及び画像を選択できる機能を有する制御装置と、ピッキングに紐づけられた情報及び画像の蓄積、処理、及び、出力ができる機能を有する外部情報処理装置とを少なくとも具備するだけで正確かつ効率的なＡＲを活用したピッキング支援システムを構築することができるのである。

このピッキング支援システムの携行式情報表示装置に識別子の読取りができる機能を具備すると、上記ピッキング支援システムの運用例として示した、ＡＲマーカー、ＱＲコード（登録商標）、及び、バーコードを利用したピッキング支援システムが構築可能となる。ピッキング支援内容を変えることなく、ピッキングする物品の正確な画像の撮影を簡略化でき、しかも、外部情報処理装置の性能を下げることができ、外部情報処理装置の大型化、低コスト化を図ることができる。

更に、携行式情報表示装置に作業者の方位及び位置を検知できる機能を具備することによって、ＧＰＳ、地磁気センサー、ジャイロ加速度センサーを利用できるため、外部情報処理装置の負荷がより低減され、より正確で効率的な、しかも、より安価なピッキング支援システムを構築することができる。

本発明は、物流・倉庫管理におけるピッキングのみならず、小売業、金融業、製造業、農林畜産業、漁業等をはじめとするあらゆる産業において、物品の出し入れが存在する業務において、使用される様々な形態の物品の移動、交換、分類、及び、保管等を正確かつ迅速に行うことが可能なシステムとして利用できる可能性がある。

Ａ 物品
Ｐ 作業者
１ 格納庫
２ 識別子
２１ 棚識別子
２１１ 棚ＡＲマーカー
２２ 間口識別子
２２１ 間口ＡＲマーカー
２２２ ＱＲコード（登録商標）
２３ 物品識別子（バーコード）
３ カート
４ 携行式情報表示装置（ヘッドマウントディスプレイ）
４１ 画像表示部（ディスプレイ）
４２ カメラ
４３ スキャナ
４４ 外部システムインターフェイス
４５ 情報処理部
４６ 情報記録部
５ コントローラ
６ 格納庫を向いた場合の視野
７ ＡＲ作業メニュー
８ ＡＲ出荷オーダー
９ ＡＲ作業リスト
１０ ＡＲ指定指示
１１ ＡＲ物品写真
１２ ＡＲピッキング数量
１３ 物品を向いた場合の視野
１４ ＡＲ完了指示
１５ ＡＲカメラアイコン
１６ ＡＲタイマー

Claims (3)

1. 対象物の撮像ができる機能と、ピッキングに紐づけられた情報及び画像の表示ができる機能と、外部情報処理装置との送受信ができる機能と、識別子の読取りができる機能とを有する携行式情報表示装置と、
   前記携行式情報表示装置によって、格納する物品の情報を読取り前記格納する物品であってピッキングする際の形態にある物品の荷姿を撮像し登録する第１の記録手段と、
   前記格納する物品が格納された位置情報を登録する第２の記録手段と、
   前記ピッキングに紐づけられた情報及び前記第１の記録手段によって予め撮影されたピッキングする際の形態にある物品の荷姿に関する画像を含みピッキングされる物品であることを同定できる物品同定画像を現実空間と重畳して表示させる機能を有する制御装置と、
   前記ピッキングに紐づけられた情報及び前記物品同定画像の蓄積、処理、及び、出力ができる機能を有する外部情報処理装置と、
   前記ピッキングに紐づけられた情報に含まれる作業情報を前記携行式情報表示装置に表示する作業情報出力手段と、
   前記作業情報を決定するための選択手段と、
   前記ピッキングに紐づけられた情報に含まれる位置情報と前記携行式情報表示装置によって読取られた位置情報とを照合し見定める判定手段と、
   前記判定手段の結果が正しい場合、前記ピッキングに紐づけられた情報に含まれる物品情報及び前記物品同定画像を表示する物品情報出力手段と、
   ピッキングの完了を指示する完了指示出力手段と
   を具備することを特徴とするピッキング支援システム。
2. 前記携行式情報表示装置に前記作業者の方位及び位置を検知できる機能を付与したことを特徴とする請求項１に記載のピッキング支援システム。
3. 仕分けられた物品を照合し見定める判定手段を有することを特徴とする請求項１に記載のピッキング支援システム。

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