JP7033804B2 - 自己学習技術に基づく移動物品分類システム - Google Patents
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Description
特許文献1の開示内容から分かるように、映像取得装置は、前記搬送ベルトの上に位置する複数本の木材の映像を取得するために用いられる。こうして、所定の分類データテーブルを参照する場合、前記制御装置は、各本の木材の色、杢目、色ムラに基づいて、各本の木材ごとに対して分類と等級分けすることができる。
また、中国特許出願公開第101486033(A)号明細書(特許文献3)では、果物の選別仕分け装置及び栗の選別仕分け方法が開示されており、その主要構成は、輸送ユニットと、駆動ユニットと、映像取得装置と、制御装置と、選別装置とを備える。
特許文献3の開示内容から分かるように、映像取得装置は、前記搬送ベルトの上に位置する複数個の果物の映像を取得するために用いられる。次に、所定の分類条件を参照する場合、前記制御装置は、各個の果物の品質良否を自動判断し、次に選別装置が品質基準に満たさない果物を選んで取り出すように制御することができる。説明に値することは、かかる所定の分類条件は、果物の外観色を指し、例を挙げて言えば、映像検査を通じて果物の外観に黒点が存在するか否かを検査することができ、黒点が存在すると判定された場合、前記黒点を虫食い(または、虫孔と称する)として識別することである。
以上に鑑みて、本願の発明者は、極力研究考案した結果、遂に本発明に係る移動物品分類システム及び方法を研究開発して完成させた。
かかる移動物品分類システムは、光源供給装置と、映像取得装置と、制御と処理装置と、物品選別装置とを備える。
光源供給装置は、搬送ベルトの一側に設けられ、前記搬送ベルトの上に移動する複数個の物品を照射するための照明光を供給するために用いられる。
映像取得装置は、前記搬送ベルトの一側に設けられ、かつ同時に前記光源供給装置に近接し、前記照明光の照射下で各当該物品に対して映像取得処理を実行するために用いられてから、複数組の物品映像データを生成する。
制御と処理装置は、前記光源供給装置と前記映像取得装置とに接続され、かつ主制御ユニットと、第1パラメータ選択ユニットと、第2パラメータ選択ユニットと、パラメータ格納ユニットと、映像データ格納ユニットと、分類器選択ユニットとを有する。
第1パラメータ選択ユニットは、前記主制御ユニットに連結され、当該物品の種類に応じて少なくとも1つの第1パラメータを前記主制御ユニットへ提供するために用いられることで、前記主制御ユニットは、当該第1パラメータに従って前記光源供給装置から前記照明光を供給するように制御させ、前記照明光に特定の光色と特定の強度を持たせる。
第2パラメータ選択ユニットは、前記主制御ユニットに連結され、当該物品の種類に応じて少なくとも1つの第2パラメータを前記主制御ユニットへ提供するために用いられることで、前記主制御ユニットは、当該第2パラメータに従って前記映像取得装置を制御させることによって、前記映像取得装置は、当該第2パラメータに基づいて前記映像取得処理を完了させる。
パラメータ格納ユニットは、前記主制御ユニットに連結され、当該第1パラメータと当該第2パラメータを格納するために用いられる。
映像データ格納ユニットは、前記主制御ユニットに連結され、前記複数組の物品映像データを格納するために用いられる。
分類器選択ユニットは、前記パラメータ格納ユニットと前記映像データ格納ユニットとに連結され、当該第1パラメータ、当該第2パラメータ及び前記複数組の物品映像データに応じて映像分類器を選択するために用いられてから、前記映像分類器を使用して前記複数組の物品映像データに対して映像分類処理を行う。
物品選別装置は、前記制御と処理装置に接続される。
その内、前記映像分類処理を完了した前記複数組の物品映像データに応じて、前記物品選別装置は、前記搬送ベルトの上に移動する各当該物品に対して物品選別処理を実行することで、複数個の物品を少なくとも複数個の正常物品と複数個の非正常物品とに仕分ける。
ステップ(1)にて、前記制御と処理装置の中に、主制御ユニットと、第1パラメータ選択ユニットと、第2パラメータ選択ユニットと、パラメータ格納ユニットと、映像データ格納ユニットと、分類器選択ユニットとを配置する。
ステップ(2)にて、複数個の物品を前記搬送ベルトにより搬送する。
ステップ(3)にて、前記第1パラメータ選択ユニットが、当該物品の種類に応じて少なくとも1つの第1パラメータを前記主制御ユニットへ提供することで、前記主制御ユニットが、当該第1パラメータに従って前記光源供給装置から前記搬送ベルトの上に移動する複数個の物品を照射するための照明光を供給するように制御させ、その内、前記照明光が特定の光色と特定の強度を持つ。
ステップ(4)にて、前記第2パラメータ選択ユニットが、当該物品の種類に応じて少なくとも1つの第2パラメータを前記主制御ユニットへ提供することで、前記主制御ユニットが、当該第2パラメータに従って前記映像取得装置を制御させることによって、前記映像取得装置が、前記照明光の照射下で各当該物品に対して映像取得処理を実行してから、複数組の物品映像データを生成する。
ステップ(5)にて、前記分類器選択ユニットが、前記パラメータ格納ユニットの中に格納される当該第1パラメータと当該第2パラメータ、及び前記映像データ格納ユニットに格納される複数組の物品映像データに応じて映像分類器を選択してから、前記映像分類器を使用して前記複数組の物品映像データに対して映像分類処理を行う。
ステップ(6)にて、前記映像分類器が、前記映像分類処理を経て正常に前記複数個の物品を少なくとも複数個の正常物品と複数個の非正常物品とに仕分けることが可能であるか否かを判断し、はいと判断された場合、次のステップに進んで実行する一方、いいえと判断された場合、ステップ(3)に戻って実行する。
ステップ(7)にて、前記映像分類処理を完了した前記複数組の物品映像データに応じて、前記物品選別装置が、前記搬送ベルトの上に移動する各当該物品に対して物品選別処理を実行してから、複数個の正常物品と複数個の非正常物品をそれぞれ正常品集積装置と非正常品集積装置の中に送り込む。
図2は、前記光源供給装置10、前記映像取得装置11、前記制御と処理装置12及び前記物品選別装置13を示す機能ブロック図である。関連図面から分かるように、前記光源供給装置10は、前記搬送ベルト2の一側に設けられ、前記搬送ベルト2の上に移動する複数個の物品3を照射するための照明光を供給するために用いられる。さらに、前記映像取得装置11もまた、前記搬送ベルト2の一側に設けられ、かつ同時に前記光源供給装置10に近接し、前記照明光の照射下で各当該物品3に対して映像取得処理を実行するために用いられてから、複数組の物品映像データを生成する。
図2に示すように、前記第1パラメータ選択ユニット121は、前記主制御ユニット120に連結され、当該物品3の種類に応じて少なくとも1つの第1パラメータを前記主制御ユニット120へ提供するために用いられることで、前記主制御ユニット120は、当該第1パラメータに従って前記光源供給装置10から前記照明光を供給するように制御させる。特に説明するのは、前記制御と処理装置12の制御に基づいて、前記第1調整ユニット100は、その光源駆動器で前記発光ユニット101の照明光の光色と強度を調整する点である。さらに、必要がある場合に、前記第1調整ユニット100もまた、その電子式高さ/角度調整架台で前記発光ユニット101の光照明高さと光照明角度を調整する。容易に理解されるように、当該第1パラメータは、光照明高さ、光照明角度、光色及び光強度を含むが、これらに限定されない。
図2に示すように、前記分類器選択ユニット125は、前記パラメータ格納ユニット123と前記映像データ格納ユニット124とに連結される。特に、本発明で設計されたいわゆる分類器選択ユニット125は、前記パラメータ格納ユニット123の中に格納される当該第1パラメータと当該第2パラメータ、及び前記映像データ格納ユニット124に格納される複数組の物品映像データに応じて映像分類器を選択してから、前記映像分類器を使用して前記複数組の物品映像データに対して映像分類処理を行う。強調すべき点は、前記搬送ベルト2に搬送される物品3の種類に従って、前記分類器選択ユニット125により最終的に選出された映像分類器は、ある程度異なる可能性があるので、本発明においては、前記映像分類器のタイプに制限されることはないが、ここでは依然として、例えばニューラルネットワーク分類法(Neural Networks Classification)、ベイズ分類法(Bayesian Classifier)、繰り返し自己組織化データ解析手法アルゴリズム(Iterative Self-Organizing Data Analysis Technique Algorithm,ISODATA)に基づくスペクトル分類処理、K-平均クラスタリングアルゴリズム(K-Means Clustering Algorithm)に基づくスペクトル分類処理、ガウシアン最尤分類法(Gaussian Maximum Likelihood Classification)を含むような常用の映像分類器が列挙される点である。
図3に示すように、実施可能な実施例において、前記物品選別装置13はまた、光投射ユニット及び投影ユニットのうちのいずれか1つであってもよい。こうして、前記物品選別処理を実行する過程において、光投射ユニットは、非正常物品3bの上に照射するように光を投射することができるので、作業ライン上の作業員が手動で前記非正常物品3bをピックアップして前記非正常品集積装置16に搬入することができる。前記物品選別装置13が投影ユニットである場合、投影ユニットは、非正常物品3bの上にラベルメッセージまたは警告メッセージを投影することができるので、作業ライン上の作業員が手動で前記非正常物品3bをピックアップして前記非正常品集積装置16に搬入することができる。
図4Aと図4Bは、本発明に係る移動物品分類方法を示す流れ図である。本発明の移動物品分類方法は、物品分類システム(図1を参照)の中に適用され、その内、前記移動物品分類システム1は、搬送ベルト2と、光源供給装置10と、映像取得装置11と、制御と処理装置12と、物品選別装置13とを備える。本発明の移動物品分類方法は、複数の実行ステップを含む。まず、ステップS1において、前記制御と処理装置12の中に、主制御ユニット120と、第1パラメータ選択ユニット121と、第2パラメータ選択ユニット122と、パラメータ格納ユニット123と、映像データ格納ユニット124と、分類器選択ユニット125とを配置する。
本発明の技術的特徴は、すなわち、制御と処理装置12の中に、前記第1パラメータ選択ユニット121と、前記第2パラメータ選択ユニット122と、前記分類器選択ユニット125とを計画構築することにある。これらの3つのユニット121,122,125は、第1パラメータ、第2パラメータと複数組の物品映像データを用いて自己学習(Self-learning)及び自己訓練(Self-training)を行うことができるから、適応的に(Adaptively)異なる物品3に応じて、前記光源供給装置10に適用される少なくとも1つの第1パラメータ、前記映像取得装置11に適用される少なくとも1つの第2パラメータ、及び物品3の良品と不良品の識別及び分類に適用される映像分類器を選出することができる。従って、ステップS6での判断結果がいいえの場合、方法のプロセスでは、ステップS3に戻って実行する。
2 搬送ベルト
3 物品
10 光源供給装置
100 第1調整ユニット
101 発光ユニット
11 映像取得装置
110 第2調整ユニット
111 映像取得ユニット
12 制御と処理装置
120 主制御ユニット
121 第1パラメータ選択ユニット
122 第2パラメータ選択ユニット
123 パラメータ格納ユニット
124 映像データ格納ユニット
125 分類器選択ユニット
13 物品選別装置
130 制御ユニット
131 物品選別ユニット
15 正常品集積装置
16 非正常品集積装置
3a 正常物品
3b 非正常物品
S1~S7 方法ステップ
Claims (4)
- 光源供給装置と、映像取得装置と、制御と処理装置と、前記制御と処理装置に接続される物品選別装置とを備える自己学習技術に基づく移動物品分類システムであって、
前記光源供給装置は、搬送ベルトに近接して設けられ、前記搬送ベルトの上に移動する複数個の物品を照射するための照明光を供給するために用いられ、
前記映像取得装置は、前記搬送ベルトに近接して設けられ、かつ同時に前記光源供給装置に近接し、前記照明光の照射下で各当該物品に対して映像取得処理を実行するために用いられてから、複数組の物品映像データを生成し、
前記光源供給装置と前記映像取得装置とに接続される前記制御と処理装置は、
主制御ユニットと、
前記主制御ユニットに連結され、当該物品の種類に応じて少なくとも1つの第1パラメータを前記主制御ユニットへ提供するために用いられる第1パラメータ選択ユニットと、
前記主制御ユニットに連結され、当該物品の種類に応じて少なくとも1つの第2パラメータを前記主制御ユニットへ提供するための第2パラメータ選択ユニットと、
前記主制御ユニットに連結され、当該第1パラメータと当該第2パラメータを格納するためのパラメータ格納ユニットと、
前記主制御ユニットに連結され、前記複数組の物品映像データを格納するための映像データ格納ユニットと、
前記パラメータ格納ユニットと前記映像データ格納ユニットとに連結され、当該第1パラメータ、当該第2パラメータ及び前記複数組の物品映像データに応じて映像分類器を選択するための分類器選択ユニットとを有し、
前記主制御ユニットは、当該第1パラメータに従って前記光源供給装置から特定の光色と特定の強度を持つ前記照明光を供給するように制御させ、
前記主制御ユニットは、当該第2パラメータに従って前記映像取得装置を制御させることによって、前記映像取得装置は、当該第2パラメータに基づいて前記映像取得処理を完了させ、
前記映像分類器を使用して前記複数組の物品映像データに対して映像分類処理を行い、
前記映像分類処理を完了した前記複数組の物品映像データに応じて、前記物品選別装置は、前記搬送ベルトの上に移動する各当該物品に対して物品選別処理を実行することで、前記複数個の物品を少なくとも複数個の正常物品と複数個の非正常物品とに仕分けることを特徴とする、
自己学習技術に基づく移動物品分類システム。 - 前記搬送ベルトの終端側に設置され、前記物品選別装置により選別された前記複数個の正常物品を受け取るための正常品集積装置と、前記搬送ベルトの前記終端側に設置され、前記物品選別装置により選別された前記複数個の非正常物品を受け取るための非正常品集積装置とをさらに備えることを特徴とする、請求項1に記載の自己学習技術に基づく移動物品分類システム。
- 前記物品選別装置は、前記制御と処理装置に接続される制御ユニットと、前記制御ユニットに接続され、前記制御ユニットの制御に基づいて、前記搬送ベルトの上に移動する各当該物品に対して前記物品選別処理を実行するための物品選別ユニットとを有することを特徴とする、請求項1に記載の自己学習技術に基づく移動物品分類システム。
- 前記物品選別ユニットは、光投射ユニットと、投影ユニット及びロボットアームのうちのいずれか1つであることを特徴とする、請求項3に記載の自己学習技術に基づく移動物品分類システム。
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