JP7155491B2 - 商品補充用制御装置、及び商品補充システム - Google Patents

Description

本発明は、商品棚に商品を補充するための搬送装置と補充装置とを含む商品補充システムを制御する制御装置、および当該商品補充システムに関する。

スーパーマーケットやコンビニエンスストア等の店舗においては、様々な商品が陳列された商品棚が設置されている。そして、ユーザ（店舗利用者）は、目当ての商品を商品棚から取り上げて、該商品を購入する。そのため、店舗においては、ユーザがある商品を購入することで、商品棚に陳列されている該商品の数が減少したり、または、商品棚から該商品がなくなったりした場合、該商品を該商品棚に補充する必要がある。例えば、特許文献１には、商品補充の際の作業者への負担を軽減する構造を有する商品棚が開示されている。当該商品棚では、傾斜している商品の配置領域が前方に引き出されたときにその後端側が下降するため、配置領域の傾斜が緩和し作業者がその配置領域を支える力が軽減される。

また、近年においては、ユーザの利便性向上等を目的として、店舗における商品の自動販売システムに関する様々な技術が開発されている。例えば、特許文献２には、店舗において、ユーザが購入を希望する商品のコードをリーダで読み取るとともに、読み取られたコードに対応する商品を商品棚（収納ケース）から取り出した上で、商品引渡機まで該商品を搬送する自動販売システムに関する技術が開示されている。また、この特許文献２に記載のシステムでは、商品棚から商品を取り出すための商品取出装置が該商品棚の正面に設置されている。この商品取出装置は、商品棚に対して縦方向および横方向に移動可能であり、ホストコンピュータによって指定された商品を商品棚から取り出す。さらに、この商品取出装置は、ホストコンピュータからの指令に基づき、商品棚に対する商品の補充も逐次行う。このとき、商品取出装置は、補充用の商品が置かれている商品補充ケースの棚から商品を取り出して、該商品を商品棚に補充する。

特開２０００－１５５８６９号公報 特開平８－１６１４０６号公報

上述したように、店舗に設置されている商品棚には、適切なタイミングで商品を補充する必要がある。近年は店舗に配置する人員の数を抑制し、より効率的に店舗運営を行うことへの要求が高まっている。例えば、店員を配置せずに商品の購入が可能となるように構成された無人店舗が例示できる。しかし、このような無人店舗であっても、商品が購入されていくと何れは商品棚から商品が少なくなっていき、商品を補充する必要性が出てくる。

また、ユーザの視点に立てば、商品棚に並ぶ商品数が少ない状態が生まれると、ユーザの商品購買欲求が低下することが言われている。そのため店舗側としては、商品棚には適時商品を補充し、好ましくは商品の売れ行きに応じて商品を補充していくことで、ユーザによる購買欲求に応え、商品の購買実績の向上を図りたいと考えている。しかしながら、そのような商品の適時補充を実現しようとすると、そのための人員が必要となり、人員抑制による店舗運営の効率化を阻害することとなる。

本発明は、上記の問題を鑑みてなされたものであって、商品棚に対する商品の補充をより好適に行うことが可能な技術を提供することを目的とする。

本発明において、上記課題を解決するために、本発明の制御装置は、商品棚と搬送装置と補充装置とを含む商品補充システムを制御する装置である。そして、当該制御装置は、商品棚において商品を補充すべき状態が検出されると、搬送装置と補充装置とにそれぞれ所定の作業指示を出すことで、商品棚への商品の補充が好適に行われることになる。

詳細には、本発明は、一又は複数の商品を配置可能な商品棚と、自律的に移動可能であって、前記商品棚に補充される商品を、該商品が格納される格納空間から該商品棚まで搬送する搬送装置と、自律的に移動可能であって、前記搬送装置によって搬送された前記商品を持ち上げて前記商品棚に補充する補充装置と、を含む商品補充システムを制御する商品補充用制御装置である。そして、当該商品補充用制御装置は、前記商品棚における前記商品の充足状態を検出する検出部と、前記検出部により検出された前記充足状態に基づいて、前記格納空間から前記商品棚に向かって、該商品棚を充足するのに必要な前記商品を搬送する指示を、前記搬送装置に対して出す第１制御部と、前記検出部により検出された前記充足状態に基づいて、前記商品棚まで移動する指示を、前記補充装置に対して出す第２制御部と、前記商品棚において前記商品が配置される配置領域に対して前記補充装置がアクセス可能となるように、該配置領域を該商品棚の内側から該商品棚の前方にスライドさせる指示を、該商品棚に対して出す第３制御部と、前記補充装置が、前記搬送装置によって搬送された前記商品を持ち上げて、該商品を前記前方にスライドされた前記配置領域に対して補充することを許可する第４制御部と、を備える。

商品棚に対する商品の補充をより好適に行うことが可能となる。

実施形態に係る商品補充システムが配置された店舗の概略構成を示す図である。 商品棚の概略構成を示す図である。 商品棚の動作を示す図である。 搬送装置の概略構成を示す図である。 補充装置の概略構成を示す図である。 案内装置の概略構成を示す図である。 実施形態に係る商品補充システムの機能的な構成を表す図である。 実施形態に係るサーバの機能的な構成を表す図である。 ユーザによる商品購入を管理するフローチャートである。 商品棚への商品を補充するためのフローチャートである。

本実施形態の商品補充用制御装置（以下、単に「制御装置」と称する）は、商品が配置される商品棚と、商品の搬送を行う搬送装置と、商品の補充を行う補充装置とを含む商品補充システムを制御するものである。ここで、商品棚は単に商品がその配置領域に配置されるだけではなく、第３制御部からの指示により、その配置領域が商品棚の内側から前方にスライドして配置領域が商品棚の外に飛び出すように構成されている。このような構成により、外にスライドした配置領域に対して商品棚の前方からアクセスすることが容易となる。なお、商品棚は、更に制御装置からの指示に従って、外にスライドした配置領域が、再び商品棚の内側に収まるようにスライドするように構成されてもよい。

また、搬送装置は、商品棚に補充される商品を、倉庫等の格納空間からその商品棚まで搬送する装置である。搬送装置は、自律的に移動可能に構成されている。この自律的に移動可能とは、制御装置によって移動に関する指示を受けることなく搬送装置自身が格納空間から商品棚への移動を可能とするように構成されていることを意味する。すなわち、当該「自律的」とは、移動に関し制御装置からの独立性を意味するものである。したがって、商品補充システムに複数の搬送装置が含まれている場合に、搬送装置間で情報交換を行い協働して複数の搬送装置が移動するような場合でも、自律的な移動と言える。また、同じように、移動に関して、搬送装置は補充装置とも情報交換を行い協働して移動するように構成されてもよい。なお、搬送装置は、少なくとも自律的に移動可能に構成されていればよく、更に制御装置からの指示に従って移動を行えるように構成されても構わない。また、制御装置は、移動を行う搬送装置の位置の追跡等、搬送装置に関する情報の収集処理を行うことは妨げられない。

また、補充装置は、搬送装置によって搬送されてきた商品を持ち上げて商品棚に補充するように構成された装置である。補充装置も自律的に移動可能に構成されており、補充装置における「自律的に移動可能」については搬送装置と実質的に同じであり、その詳細な説明は割愛する。補充装置は、商品を持ち上げて商品棚への補充が可能であれば、様々な構成のものを採用できる。例えば、自律移動可能な移動体と、前記移動体上に設けられ、複数のアームが互いに相対的に変位可能となるようにそれぞれの関節で接続されたアーム部と、前記アーム部の先端側に設けられ、前記商品を把持可能なハンド部とを有する移動型のロボットであってもよい。また、商品を持ち上げるためのハンド部に代えて、商品を吸引して持ち上げる構成を採用してもよい。

このように構成される商品補充システムにおいて、制御装置は、検出部によって検出された商品の充足状態に基づいて、商品棚、搬送装置、補充装置のそれぞれに指示を出す。なお、商品の充足状態とは、商品棚において商品がどの程度配置されているかを表す状態であり、商品棚への商品の補充を行う必要性に相関するものである。したがって、商品の充足状態に従って商品補充の必要性があると判断される場合に、第１制御部及び第２制御部が、それぞれ搬送装置と補充装置に指示を出す。なお、第１制御部による搬送装置への指示と、第２制御部による補充装置への指示とは、それぞれ異なる基準で出されてもよく、又は、同じ基準で出されてもよい。そして、制御装置は、第３制御部を介して商品棚に配置領域を前方に出すように指示を出す。なお、この第３制御部による指示は、商品棚の周囲に存在するユーザ等の邪魔にならないように、搬送装置と補充装置が商品棚に近接したときに出されるのが好ましい。第３制御部からの指示により配置領域が商品棚の前方に出された状態では、補充装置がその配置領域にアクセスしやすくなり、商品の補充作業の効率化が期待される。

そして、第４制御部により補充許可が補充装置に対して出されると、商品棚の前方にスライドされた配置領域への、商品の補充が補充装置によって実行されることになる。このように制御装置が、商品棚における商品の充足状態をトリガーとして商品補充システムを制御することで、適時に商品棚への商品補充を実行でき、人員抑制を図りながら商品棚に好適に商品が並んでいる状態を形成できる。

以下、本発明の具体的な実施形態について図面に基づいて説明する。本実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置等は、特に記載がない限りは発明の技術的範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。

＜実施形態＞
図１に、本実施形態の制御装置及び当該制御装置を含む商品補充システムが設置されて
いる店舗の概略構成を示す。なお、図１では、店舗を上方から俯瞰した状態を表している。当該店舗は、壁１１で囲まれてユーザによる商品の選択、購入が行われる内側空間１４が形成される。また、壁１１の一部に、当該店舗への入出のための出入口１２が設けられている。なお、ユーザは自由に店舗内に入室することは許されておらず、出入口１２の外側近傍に配置された入室識別装置１３により、個人が識別されたユーザのみが入室が許可され、出入口１２が開扉される。なお、入室識別装置１３によるユーザ識別については、当該ユーザが携帯しているユーザ端末６０と入室識別装置１３との間で所定の識別処理が実行されるが、その詳細については後述する。更に、出入口１２の内側近傍には、退室識別装置１８が配置され、それにより店舗から退室しようとするユーザが識別される。この退室時には、ユーザが店舗内で購入した商品の課金処理も自動的に実行されるが、その詳細についても後述する。

ここで、内側空間１４には、ユーザの購入に供される商品が配置される商品棚１０が複数列配置されている。図１においては、商品棚１０は、その正面が別の商品棚１０の正面に対向するか、又は、内側空間１４を形成する壁１１の内壁面に対向するように配置されている。したがって、ユーザは、商品棚１０と商品棚１０との間の通路又は商品棚１０と壁１１の内壁面との間の通路（これらの通路を、「移動用通路」と称する）を移動して、自己が購入したい商品が配置されている商品棚１０に移動し、その商品棚１０の正面から自己の手を伸ばして商品をピックアップする。そして、このようなユーザの商品へのアクセスに関する動作（アクセス動作）を動画にて記録するための記録カメラ８が、店舗の天井に配置されている。記録カメラ８は、移動用通路やその他の店舗内での通路でのユーザのアクセス動作を死角なく撮像するために、複数個、店舗の天井に設置されている。

更に、内側空間１４の一部を隔壁１９によって区切ることで、内側空間１４とは別の空間であるバックヤード１５が形成されている。バックヤード１５は、内側空間１４においてユーザに対して販売される予定の商品、すなわち、商品棚１０に補充されてユーザの購入に供される予定の商品が格納される格納空間でもある。このような商品棚１０に対して補充予定の商品を、補充商品と称する。また、バックヤード１５においては、補充商品は、ラック１６に収容、保管されている。なお、バックヤード１５に入退出するための出入口１７が設けられているが、ユーザは、バックヤード１５内には進入することは原則として禁止されている。

更に、バックヤード１５には、制御装置であるサーバ２０も配置されている。サーバ２０は、演算処理装置及びメモリを有するコンピュータである。サーバ２０は、上述した記録カメラ８、商品棚１０、入室識別装置１３、退室識別装置１８と電気的に接続され、互いに情報の授受が可能とされる。更に、サーバ２０は、搬送装置３０、補充装置４０、案内装置５０ともそれぞれ電気的に接続され、互いに情報の授受が可能とされる。搬送装置３０は補充商品をバックヤード１５から所定の商品棚１０に搬送する装置であり、補充装置４０は搬送されてきた補充商品を持ち上げて所定の商品棚１０に補充する装置であり、案内装置５０は補充装置４０による補充作業中の安全を確保するために、所定の案内動作を実行する装置である。これらの装置の詳細については、後述する。このようにサーバ２０は、店舗内の商品購入に関する様々な構成物と電気的に接続されることで、店舗内での商品管理に関するシステムを構成している。なお、本実施形態における電気的な接続とは、有線による接続でもよく、また無線による接続でもよい。

ここで、図２及び図３に基づいて商品棚１０について説明する。図２は、商品棚１０において、商品を配置する配置領域２が商品棚１０の内側に収容した状態（すなわち、ユーザが商品の購入を行う際の状態）を、商品棚１０の側方から見た場合の図である。また、図３は、商品棚１０の配置領域２が、商品棚１０の前方にスライドしてその外側に飛び出した状態を、商品棚１０の側方から見た場合の図である。

商品棚１０は、装置本体をなす幅方向一対の側板１と、商品を載置する配置領域２と、各側板１に前後方向に移動自在に支持されたスライド部材３とを備え、配置領域２は各側板１及びスライド部材３によって上下方向に傾動可能に支持されている。各側板１（一方のみ図示）は、スライド部材３を支持する第１の案内溝１ａと、配置領域２を支持する第２の案内溝１ｂとを有し、第１の案内溝１ａは前後方向に直線状に形成され、その前端側にはローラ１ｃが取付けられている。また、第２の案内溝１ｂは、前端側を前後方向に直線状に形成され、その後端側は前方に向かって下り傾斜をなすように形成されている。

配置領域２は前端側両側部にスライド部材３に係合する係合板２ａを有し、各係合板２ａにはそれぞれ下方に開放した溝２ｂが設けられている。また、配置領域２の後端側両側部にはフランジ付きのローラ２ｃがそれぞれ取付けられ、各ローラ２ｃは各側板１の第２の案内溝１ｂに転動自在に係合している。また、スライド部材３は配置領域２の幅よりもやや広く形成され、配置領域２の下方に配置されている。スライド部材３の両側面には前後方向に延びるガイド突起がそれぞれ設けられ、その後端側にはローラ３ｂが取付けられている。各ガイド突起及びローラ３ｂは各側板１の第１の案内溝１ａに係合しており、ガイド突起は側板１のローラ１ｃによって支持され、スライド部材３のローラ３ｂは第１の案内溝１ａ内を転動するようになっている。また、スライド部材３の前端側両側部には配置領域２の前端側を支持するためのピン３ａがそれぞれ設けられ、各ピン３ａには配置領域２の各係合板２ａの溝２ｂがそれぞれ係合し、配置領域２が各ピン３ａを中心に回動自在に支持されるようになっている。

更に、配置領域２を商品棚１０の前方にスライドさせるために、商品棚１０の背面側には直動アクチュエータ４が設置されている。直動アクチュエータ４の出力軸５は、その先端がスライド部材３の側面にジョイント６を介して揺動可能に接続されている。したがって、直動アクチュエータ４が作動すると、その出力軸５が商品棚１０の前後方向に変位し、それによりスライド部材３に連動させて配置領域２を商品棚１０の内側から外側に飛び出させ、又は、商品棚１０の内側に収容させることが可能となる。そして、この直動アクチュエータ４は、サーバ２０と電気的に接続されており、サーバ２０からの指示に従って駆動される。

以上のように構成された商品棚１０においては、図２に示すように配置領域２を各側板１間に格納すると、配置領域２の各ローラ２ｃが第２の案内溝１ｂの後端側、即ち第２の案内溝１ｂの傾斜部分に位置し、これにより配置領域２が前方に下り傾斜をなすように保持される。次に、直動アクチュエータ４が駆動されると、図３の上段に示すようにスライド部材３とともに配置領域２が前方にスライドされて、配置領域２の各ローラ２ｃが第２の案内溝１ｂの傾斜部分を前端側に向かって移動する。これにより、配置領域２の後端側が下降し、配置領域２の各ローラ２ｃが第２の案内溝１ｂの前端側まで達すると、図３の下段に示すように配置領域２が水平状態になる。

このように、商品棚１０によれば、商品の補充に際して配置領域２及びスライド部材３を前方に出すと、配置領域２が水平状態になり、商品の補充を商品棚１０の前方から極めて容易に行うことができる。この場合、配置領域２及びスライド部材３は水平方向に移動することから、商品の重量が配置領域２の傾斜方向に作用することがなく、配置領域２及びスライド部材３の前方へのスライドを容易に行うことができる。

次に、図４に基づいて搬送装置３０の概略構成について説明する。搬送装置３０は、自律走行が可能なベース部３１と、そのベース部３１上に設置された本体部３４とを有する。本体部３４では、２つの側面部３２ａと、３つの仕切り板３３ａ～３３ｃとによって、補充商品を収容するために収容空間３５ａ～３５ｃが形成されている。また、本体部３４
は、ベース部３１に対する姿勢を変更するための不図示の機構を介して、そのベース部３１上に設けられている。そのため、搬送装置３０においては、ベース部３１は動かない状態のまま、本体部３４を回転させたり、チルト（傾け）させたりすることで、搬送装置３０の外部からの収容空間３５ａ～３５ｃへのアクセスをしやすくすることができる。

次に、図５に基づいて補充装置４０の概略構成について説明する。自律走行が可能なベース部４１と、そのベース部４１上に設置されたロボットアーム部とを有する。そして、当該ロボットアーム部は、支持板４６を挟んで下側に下側アーム部４２とその上側に上側アーム部４３を含んでおり、上側アーム部４３の先端側には、商品を把持するためのエンドエフェクタ４８が関節４７ｃを介して設けられている。

下側アーム部４２は、ベース部４１に対して関節４４ａを介して相対的に回転可能に接続された第１リンク部４２ｂと、第１リンク部４２ｂに対して関節４４ｂを介して相対的に回転可能に接続されるとともに、支持板４６に対して関節４４ｃを介して相対的に回転可能に接続された第２リンク部４２ａと、各関節の回転を駆動制御する複数のアクチュエータ（不図示）とを有する。これらの各関節は、対象物の把持作業に応じてその回転方向が設計されている。一例としては、関節４４ａ～４４ｃは、ピッチ軸周りの回転が可能に構成される。また、支持板４６が所望の高さに来るように且つ水平に保たれるように、関節４４ａ～４４ｃにおけるアクチュエータの駆動量が制御される。なお、各関節の構成は、このような態様に限られない。

また、上側アーム部４３は、支持板４６に対して関節４５及び関節４７ａを介して相対的に回転可能に接続された第３リンク部４３ａと、第３リンク部４３ａに対して関節４７ｂを介して相対的に回転可能に接続されるとともに、エンドエフェクタ４８に対して関節４７ｃを介して相対的に回転可能に接続された第４リンク部４３ｂと、各関節の回転を駆動制御する複数のアクチュエータ（不図示）とを有する。これらの各関節は、対象物の把持作業に応じてその回転方向が設計されている。一例としては、関節４５はヨー軸回りの回転が可能に構成され、関節４７ａ、４７ｂはピッチ軸周りの回転が可能に構成され、関節４７ｃはロール軸周りの回転が可能に構成される。なお、各関節の構成は、このような態様に限られない。

次に、図６に基づいて案内装置５０の概略構成について説明する。案内装置５０は、自律走行が可能なベース部５１と、そのベース部５１上に設置された本体部５２とを有する。更に、本体部５２の前面５３には、所定の案内動作を行うためのディスプレイ５４が配置されている。当該所定の案内動作は、周囲に対して、特に、店舗内でユーザがいる場合にはそのユーザに対して、補充装置４０による商品の補充作業が行われていることを案内するための動作であり、例えば、ディスプレイ５４に補充動作中である旨の表示を行う。更に、前面５３にスピーカ等を設けて、音声による案内動作を行ってもよい。

ここで、本実施形態の商品補充システムの構成について、図７に基づいて説明する。商品補充システムは、サーバ２０、搬送装置３０、補充装置４０、案内装置５０、商品棚１０によって形成される。搬送装置３０、補充装置４０、案内装置５０は、サーバ２０と同じく、実質的に演算処理装置及びメモリを有するコンピュータでもあり、それぞれにおいて所定の制御プログラムが実行されることで、図７に示す機能部が形成される。

搬送装置３０は、送受信部３０１、自律走行部３０２、姿勢制御部３０３を有している。送受信部３０１は、商品補充システムにおいて他の装置との情報の授受を行う機能部である。搬送装置３０は、サーバ２０だけではなく、補充装置４０、案内装置５０とも相互に情報を送受信可能である。また、自律走行部３０２は、搬送装置３０が自律走行するための機能部である。搬送装置３０には、周囲の障害物の存在を把握するための各種センサ
（測距センサ等）やカメラ、ＧＰＳ装置等が設置されており、これらのセンサ等からの情報を利用して自律走行部３０２による自律走行が実現される。なお、自律走行部３０２による自律走行に際して、送受信部３０１を介して得られる外部からの情報を利用しても構わない。姿勢制御部３０３は、ベース部３１に対する本体部３４の姿勢を制御する機能部である。上述のように、補充装置４０による補充作業を行う際に、補充商品へのアクセスが容易となるように当該姿勢制御が行われてもよい。

補充装置４０は、送受信部４０１、自律走行部４０２、アーム制御部４０３、ハンド制御部４０４を有している。送受信部４０１と自律走行部４０２については、機能的には搬送装置３０の送受信部３０１と自律走行部３０２と同質のものであるため、詳細な説明は省略する。アーム制御部４０３は、下側アーム部４２と上側アーム部４３を制御し、エンドエフェクタ４８の位置が所望の位置、例えば、補充商品を補充すべき商品棚１０の位置となるように制御を行う。この際に、支持板４６が概ね水平となるように、アーム制御部４０３は下側アーム部４２を制御することで、上側アーム部４３の姿勢を常に安定した状態に維持でき、補充装置４０による商品補充時の安全性を確保できる。そして、ハンド制御部４０４は、エンドエフェクタ４８による補充商品の把持動作を制御する機能部である。本実施形態においては、エンドエフェクタ４８は補充商品の把持に適した機構を有するものであれば、特定の構造のものには限定されない。したがって、ハンド制御部４０４も、採用されるエンドエフェクタ４８の構造に応じて形成される。

案内装置５０は、送受信部５０１、自律走行部５０２、案内制御部５０３を有している。送受信部５０１と自律走行部５０２については、機能的には搬送装置３０の送受信部３０１と自律走行部３０２と同質のものであるため、詳細な説明は省略する。案内制御部５０３は、案内装置５０による案内動作、すなわちディスプレイ５４での案内文字等の表示を制御する機能部である。

このような機能部を有する搬送装置３０、補充装置４０、案内装置５０とサーバ２０及び商品棚１０が協働することで、商品補充システムが形成されている。次に、サーバ２０に形成される機能部について、図８に基づいて説明する。サーバ２０には、大別して２つの機能部である、購入管理部２００と商品補充部２１０が形成されている。購入管理部２００は、ユーザによる商品の購入に関する管理処理を行う機能部である。また、商品補充部２１０は、商品棚１０への補充商品の補充に関する処理を行う機能部であり、当該機能部が、搬送装置３０、補充装置４０、案内装置５０、商品棚１０と協働することで商品補充システムが形成されることになる。以下には、購入管理部２００と商品補充部２１０のそれぞれについて説明する。

購入管理部２００は、ユーザ認識部２０１、購入商品識別部２０２、算出部２０３、課金部２０４を有する。ユーザ認識部２０１は、ユーザの店舗への入室及び退室を認識するとともに、店舗内でのユーザの行動パターンの認識処理を行う機能部である。ユーザの入室は、ユーザ端末６０にインストールされている所定のプログラムにより、ユーザ端末６０から入室識別装置１３に対してユーザの識別情報が送信され、それがユーザ認識部２０１により受信される。ユーザ認識部２０１は、受信した識別情報に基づいて事前に利用登録されているユーザであるか否かを判断し、当該ユーザの認識処理を行う。また、同様に、ユーザの退室は、ユーザ端末６０から退室識別装置１８に対してユーザの識別情報が送信されて、ユーザ認識部２０１が退室するユーザの認識処理を行う。また、店舗内でのユーザの行動は、記録カメラ８によって常時撮像されており、その撮像情報がユーザ認識部２０１に送られる。ユーザ認識部２０１は、受信した撮像情報に基づいてユーザごとの行動パターンを認識する。例えば、ユーザ認識部２０１は、ユーザが移動通路を歩行している、ユーザが商品に触れている、ユーザが商品を購入の意思をもってピックアップした等の行動パターンを、ユーザ認識部２０１は撮像情報から抽出する。また、商品棚１０に商
品の存在を確認可能な近接センサ（不図示）が設置されている場合には、その近接センサの情報をユーザ認識部２０１が取得することで、上記の撮像情報とともにユーザの行動パターンを認識することができる。

購入商品識別部２０２は、ユーザが商品を購入の意思をもってピックアップした商品を識別する機能部である。ユーザ認識部２０１によってユーザが商品をピックアップする行動パターンを取ったと判断されたときに、購入商品識別部２０２がその対象となった商品を識別する。具体的には、記録カメラ８による撮像情報に基づいてユーザが商品をピックアップした商品棚１０や、当該商品棚１０設置されている近接センサ等の情報に基づいて、購入の対象となった商品を識別する。

算出部２０３は、購入商品識別部２０２によって識別された購入商品の購入額を算出する機能部である。サーバ２０は商品ごとの料金をまとめたデータベースを有しており、そのデータベースにアクセスすることで算出部２０３は購入額を算出する。そして、課金部２０４は、ユーザが店舗を退室したときに購入商品の購入額をユーザに課金する課金処理を行う機能部である。例えば、ユーザ認識部２０１によりユーザの退室行動が認識されると、それまでに算出部２０３によって算出された購入額を、事前に登録しているユーザの銀行口座等から引き落とす処理を行う。

ここで、購入管理部２００によるユーザの商品購入に関する処理の一例について、図９に示すフローチャートに基づいて説明する。ユーザ端末６０が入室識別装置１３にアクセスすることでユーザのログインが行われ（Ｓ１１の処理）、その後、ユーザ認識部２０１によりユーザの認識処理が行われる（Ｓ１２の処理）。そして、ユーザ認識部２０１により、記録カメラ８からの撮像情報に基づいてユーザの行動が追跡開始される（Ｓ１３の処理）。なお、ユーザ認識部２０１によるユーザの行動追跡は、ユーザが店舗内に存在している限り継続される。また、上記の通り、記録カメラ８は常時その撮像情報をサーバ２０へ送信しているが、図９に示すフローチャートでは、特段に言及すべきときのみ記録カメラ８から撮像情報が送信されているように表現されている。

そして、Ｓ１４で記録カメラ８から撮像情報（ユーザの行動情報）がサーバ２０に送信されてユーザ認識部２０１によりユーザによる購入行動が認識されると、その購入行動に関連する購入商品が、購入商品識別部２０２によって識別される（Ｓ１５の処理）。購入商品が識別されるたびに、算出部２０３により購入額が算出される（Ｓ１６の処理）。また、Ｓ１７で記録カメラ８から撮像情報（ユーザの行動情報）がサーバ２０に送信されてユーザ認識部２０１によりユーザによる退室行動が認識されると（Ｓ１８の処理）、それまでに算出部２０３によって算出されていた購入額をユーザに対して請求する課金処理が行われる（Ｓ１９の処理）。その後、サーバ２０は、ユーザ端末６０に対して課金を行った旨の通知を行う（Ｓ２０の処理）。

このように購入管理部２００の処理により、店舗では実質的に店員を配置することなく、ユーザによる商品の購入が可能となる。一方で、ユーザが商品を購入すると当然に商品棚１０の商品数が減っていくため、適時商品をその商品棚１０に補充しなければならない。そこで、商品の補充についても可及的に店員の配置を要することなく商品補充を実現するために商品補充部２１０の処理が行われる。

ここで、商品補充部２１０は、第１制御部２１１、第２制御部２１２、第３制御部２１３、第４制御部２１４、第５制御部２１５、検出部２１６を有する。先ず、検出部２１６は、商品棚１０において配置されている商品の充足状態を検出する機能部である。検出部２１６による検出は、商品棚１０のそれぞれにおいて配置されている商品の種類毎に行われる。具体的には、各商品棚１０に設置されている上記近接センサの検出情報や購入商品
識別部２０２によって識別された購入商品の情報等に基づいて、検出部２１６は、各商品棚１０における商品の充足程度、換言すると、どの程度各商品棚１０に商品が残っているかを検出する。なお、検出部２１６は、常時、各商品棚１０における商品の充足状態を検出する。

第１制御部２１１は、検出部２１６によって検出された充足状態に基づいて、補充商品をバックヤード１５のラック１６から補充対象となる商品棚１０に補充するように、搬送装置３０に指示を出す機能部である。当該指示を受け取った搬送装置３０は、自律走行部３０２の制御により、その指示に従い現在位置からバックヤード１５までの移動、及びバックヤード１５から商品棚１０までの移動を実行する。次に、第２制御部２１２は、検出部２１６によって検出された充足状態に基づいて、補充対象となる商品棚１０に移動するように、補充装置４０に指示を出す機能部である。当該指示を受け取った補充装置４０は、自律走行部４０２の制御により、その指示に従い現在位置から商品棚１０までの移動を実行する。

また、第３制御部２１３は、補充対象となる商品棚１０の配置領域２をその前方にスライドさせるように、該商品棚１０に対して指示を出す機能部である。当該指示は、当該商品棚１０に設置されている直動アクチュエータ４に届けられる。当該指示を受け取った直動アクチュエータ４は、その出力軸５を前方に伸ばすことで、図３に示すように配置領域２が商品棚１０の前方にスライドされ、その配置領域２に対して補充装置４０がアクセス可能となる。次に、第４制御部２１４は、搬送装置３０によって搬送されてきた補充商品を持ち上げて、前方にスライドされた配置領域２にその補充商品を補充することを、補充装置４０に対して許可する機能部である。当該許可を受けた補充装置４０は、アーム制御部４０３及びハンド制御部４０４により、下側アーム部４２、上側アーム部４３、エンドエフェクタ４８を制御して補充商品の補充作業を実行する。次に、第５制御部２１５は、検出部２１６によって検出された充足状態に基づいて、補充対象となる商品棚１０に移動するように、案内装置５０に指示を出す機能部である。当該指示を受け取った案内装置５０は、自律走行部５０２の制御により、その指示に従い現在位置から商品棚１０までの移動を実行する。

ここで、商品補充部２１０による商品補充に関する処理の一例について、図１０に示すフローチャートに基づいて説明する。なお、上記の通り、記録カメラ８は常時その撮像情報をサーバ２０へ送信し、また、サーバ２０は、検出部２１６により商品棚１０から上記充足状態を常時検出しているが、図１０に示すフローチャートでは、特段に言及すべきときのみ記録カメラ８及び商品棚１０から情報が送信されているように表現されている。

Ｓ２１では商品棚１０から充足状態に関する情報が送信され、サーバ２０側では検出部２１６により当該充足状態が検出される。また、Ｓ５０では記録カメラ８からは撮像情報が送信され、サーバ２０側ではその撮像情報が購入管理部２００や商品補充部２１０に供される。ここで、商品棚１０からの充足状態に関する情報に基づいて、当該商品棚１０への商品の補充を行うべきか否かの判断が行われ、補充を行うべきと判断された場合には補充処理が開始される（Ｓ２２の処理）。補充処理については、商品棚１０における商品の充足比率が所定の比率を下回ったときに当該補充処理を開始するようにしてもよい。続くＳ２３では、補充処理に必要な補充情報が決定される。具体的には、補充されるべき商品（補充商品）及びその個数、補充対象となる商品棚１０の位置等が補充情報とされる。

続いて、Ｓ２４では、サーバ２０の第１制御部２１１により、搬送装置３０に対して上記補充情報とともにその搬送指示が送信される。なお、当該搬送指示は、補充商品をバックヤード１５で積み込み、それを補充対象となる商品棚１０まで搬送する指示であるが、バックヤード１５で積み込んだ際には後述するＳ３１の移動指示を受信するまでバックヤ
ード１５内で待機することを求める指示である。この指示を受けて、搬送装置３０は現在位置からバックヤード１５に移動し（Ｓ２６の処理）、そこでラック１６から補充商品が搬送装置３０に積載される（Ｓ２７の処理）。補充商品の積載は、公知の積載技術（例えば、パレタイジング用のロボット等）が利用できる。

また、Ｓ２５では、サーバ２０の第５制御部２１５により、案内装置５０に対して上記補充情報とともに移動指示が送信される。この指示を受けて案内装置５０は、現在位置から補充対象となる商品棚１０に移動し（Ｓ２８の処理）、そこに到達すると案内動作を開始する（Ｓ２９の処理）。具体的には、商品棚１０の正面を避けて該商品棚１０の近傍において、ディスプレイ５４での案内表示を開始する。このように商品棚１０の正面を避けるのは、後述のＳ３６の処理により商品棚１０の配置領域２が前方にスライドされるからである。このように案内装置５０により案内動作が開始されることで、店舗内にいるユーザに対して商品の補充作業が行われることが周知され、その作業の安全性が確保される。

そして、案内装置５０が商品棚１０に到達しそこで案内動作を開始したことが、Ｓ３０でサーバ２０により確認される。具体的には、サーバ２０は、記録カメラ８の撮像情報に基づいて案内動作の開始を確認してもよく、又は、案内装置５０から案内動作を開始した旨の情報をサーバ２０に送信することで当該確認を行うこともできる。そして、このように案内動作の確認が行われた後に、Ｓ３１で、サーバ２０の第１制御部２１１により、バックヤード１５で待機している搬送装置３０に対して商品棚１０に移動するように指示を出すとともに、第２制御部２１２により補充装置４０に対して商品棚１０に移動するように指示を出す。それぞれの指示を受けた搬送装置３０及び補充装置４０は、商品棚１０へと移動する（Ｓ３２、Ｓ３３の処理）。より詳細には、補充装置４０は、後述のＳ３６の処理により商品棚１０の配置領域２が前方にスライドされ状態を想定し、そのスライドされた配置領域２の側方に位置するように商品棚１０に到達し、搬送装置３０は積載している補充商品に補充装置４０がアクセスできる範囲に位置するように商品棚１０に到達する。

そして、Ｓ３４では、サーバ２０が、搬送装置３０と補充装置４０の両者が商品棚１０に到達したことを確認する。具体的には、記録カメラ８の撮像情報に基づいて、補充対象となる商品棚から所定の範囲内（例えば、半径２ｍ以内等）に搬送装置３０と補充装置４０とが位置していると判断した場合に、両者の到達を確認できる。また、別法として、搬送装置３０と補充装置４０のそれぞれから商品棚１０に到達した旨の情報をサーバ２０に送信することでサーバ２０が当該確認を行うこともできる。そして、このように到達確認が行われた後に、Ｓ３５で、サーバ２０の第３制御部２１３により商品棚１０に対してその配置領域２を商品棚１０の前方にスライドさせるように指示を出す。この指示を受けて、商品棚１０は直動アクチュエータ４を作動させてその出力軸５を前方に伸ばし、配置領域２を前方にスライドさせる（Ｓ３６の処理）。このとき、案内装置５０による案内動作は既に開始されており、また商品棚１０の前方を回避して搬送装置３０、補充装置４０、案内装置５０は配置されているため、極めて安全に配置領域２を前方にスライドさせることができる。

そして、商品棚１０での配置領域２のスライド処理が完了すると、Ｓ３７で、サーバ２０の第４制御部２１４により補充装置４０に対して補充商品の補充作業を開始する許可が出される。この許可を受けて、補充装置４０は補充商品の補充作業を開始する（Ｓ３８の処理）。補充装置４０は、スライドされた配置領域２において残存する他の商品より奥側の部位に、補充商品を補充する。配置領域２が前方にスライドされ、且つ、補充装置４０がその配置領域２の側方に位置しているため、このような補充商品の補充を極めて容易に行うことができる。Ｓ３９では、サーバ２０が、補充装置４０による補充作業の終了を確認する。具体的には、記録カメラ８の撮像情報に基づいて終了を確認してもよく、別法と
して、補充装置４０が補充作業が終了した旨の情報をサーバ２０に送信することでサーバ２０が当該確認を行うこともできる。

そして、このように補充作業の終了確認が行われた後に、Ｓ４０で、サーバ２０の第３制御部２１３により商品棚１０に対してその配置領域２を商品棚１０の内側に収容するように指示を出す。この指示を受けて、商品棚１０は直動アクチュエータ４を作動させてその出力軸５を戻し、配置領域２を商品棚１０内にスライドさせる（Ｓ４１の処理）。配置領域２が収容されると、Ｓ４２で、サーバ２０は、搬送装置３０、補充装置４０、案内装置５０のそれぞれに対して、所定の位置に移動するように指示を出す。例えば、サーバ２０は、各装置にバックヤード１５内に戻るように指示を出してもよく、各装置が自律的に店舗内を移動するように指示を出してもよい。このときサーバ２０は、それまで案内動作を続けていた案内装置５０に対して、当該案内動作を終了するように指示を出す。

このように実施形態の商品補充システムでは、ユーザの購買の結果、商品棚１０において配置される商品数が少なくなったときには、その商品の補充をほぼ自動的に実現することができる。また、商品の補充に際しては、案内装置が周囲に補充作業を周知することで、ユーザの安全性を高く確保することができる。なお、上記の実施形態では、商品棚１０からの充足状態に関する情報や記録カメラ８からの撮像情報に基づいて補充処理の要否を判定した上で補充処理を開始したが、更にユーザの安全性を高めるために、補充処理が必要と判断され、更に、店舗内に存在するユーザ数が所定数より少なくなるタイミング、又は、店舗内にユーザがいなくなるタイミングを待って補充処理を開始してもよい。また、補充装置４０により補充作業が行われている際に、サーバ２０が、記録カメラ８の撮像情報に基づいてその商品棚１０へのユーザの接近を検出した場合には、サーバ２０から案内装置５０に指示を出し、より目立つ形で（例えば、ディスプレイ５４での表示を点滅させたり、スピーカの音量を大きくしたりする形で）ユーザに周知させる。また、ユーザが商品棚１０に極めて接近したことをサーバ２０が検出した場合には、サーバ２０は補充装置４０に対して指示を出し、補充作業を停止させてもよい。

なお、本実施形態の商品補充システムでは、搬送装置３０と補充装置４０と案内装置５０は、それぞれ独立した装置として構成されているが、そのような形態に代えて一つの装置が、複数の機能、すなわち搬送機能、補充機能、案内機能のうち少なくとも２つの機能を発揮できるように構成されてもよい。例えば、搬送装置としての搬送機能と案内装置としての案内機能が１つの装置で発揮されるように当該商品補充システムが形成されてもよい、換言すると、搬送装置と案内装置が一体となって構成される装置が、当該商品補充システムに含まれてもよい。

８・・・記録カメラ、１０・・・商品棚、２０・・・サーバ、３０・・・搬送装置、４０・・・補充装置、５０・・・案内装置

Claims (6)

1. 一又は複数の商品を配置可能な商品棚と、
   自律的に移動可能であって、前記商品棚に補充される商品を、該商品が格納される格納空間から該商品棚まで搬送する搬送装置と、
   自律的に移動可能であって、前記搬送装置によって搬送された前記商品を持ち上げて前記商品棚に補充する補充装置と、
   を含む商品補充システムを制御する制御装置であって、
   前記商品棚における前記商品の充足状態を検出する検出部と、
   前記検出部により検出された前記充足状態に基づいて、前記格納空間から前記商品棚に向かって、該商品棚を充足するのに必要な前記商品を搬送する指示を、前記搬送装置に対して出す第１制御部と、
   前記検出部により検出された前記充足状態に基づいて、前記商品棚まで移動する指示を、前記補充装置に対して出す第２制御部と、
   前記商品棚において前記商品が配置される配置領域に対して前記補充装置がアクセス可能となるように、該配置領域を該商品棚の内側から該商品棚の前方にスライドさせる指示を、該商品棚に対して出す第３制御部と、
   前記補充装置が、前記搬送装置によって搬送された前記商品を持ち上げて、該商品を前記前方にスライドされた前記配置領域に対して補充することを許可する第４制御部と、
   を備える、商品補充用制御装置。
2. 前記第３制御部は、前記補充装置と前記搬送装置とが共に、前記商品棚から所定の範囲内に到達したときに、該商品棚に対して前記配置領域をスライドさせる指示を出す、
   請求項１に記載の商品補充用制御装置。
3. 前記第４制御部の許可により、前記補充装置は、前記配置領域において残存する他の商品より奥側の部位に、前記商品を補充する、
   請求項１又は請求項２に記載の商品補充用制御装置。
4. 前記補充装置は、
   自律移動可能な移動体と、
   前記移動体上に設けられ、複数のアームが互いに相対的に変位可能となるようにそれぞれの関節で接続されたアーム部と、
   前記アーム部の先端側に設けられ、前記商品を把持可能なハンド部と、
   を有し、
   前記第２制御部は、前記配置領域が前記商品棚の前方にスライドされたときに前記補充装置が該配置領域の側方に位置するように、該補充装置に対して指示を出す、
   請求項１から請求項３の何れか１項に記載の商品補充用制御装置。
5. 前記商品補充システムは、
   自律的に移動可能であって、周囲に対して所定の案内動作を実行可能に構成された案内装置を、更に含み、
   前記商品補充用制御装置は、前記検出部により検出された前記充足状態に基づいて、前記商品棚までに移動する指示を、前記案内装置に対して出す第５制御部を、更に備え、
   前記案内装置は、前記第５制御部からの指示により前記商品棚に到達すると、前記商品棚における前記配置領域のスライドが開始される前に前記所定の案内動作を開始するとともに、該スライドされた配置領域が該商品棚内に収容されるまで該所定の案内動作を継続する、
   請求項１から請求項４の何れか１項に記載の商品補充用制御装置。
6. 一又は複数の商品を配置可能な商品棚と、
   自律的に移動可能であって、前記商品棚に補充される商品を、該商品が格納される格納空間から該商品棚まで搬送する搬送装置と、
   自律的に移動可能であって、前記搬送装置によって搬送された前記商品を持ち上げて前記商品棚に補充する補充装置と、
   前記商品棚に対して前記商品を補充するために、前記搬送装置と前記補充装置とを制御する制御装置と、
   を含む商品補充システムであって、
   前記制御装置は、前記商品棚における前記商品の充足状態を検出し、
   前記搬送装置は、前記検出された前記充足状態に基づいて、前記格納空間から前記商品棚に向かって、該商品棚を充足するのに必要な前記商品を搬送し、
   前記補充装置は、前記検出された前記充足状態に基づいて、前記商品棚まで移動し、
   前記商品棚は、該商品棚において前記商品が配置される配置領域に対して前記補充装置がアクセス可能となるように、該配置領域を該商品棚の内側から該商品棚の前方にスライドさせ、
   前記補充装置は、前記搬送装置によって搬送された前記商品を持ち上げて、該商品を前記前方にスライドされた前記配置領域に対して補充する、
   商品補充システム。

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