JP7337537B2

JP7337537B2 - 物品判別装置

Info

Publication number: JP7337537B2
Application number: JP2019088795A
Authority: JP
Inventors: 英仁佐野; 勉小田口; 祐正堀
Original assignee: 株式会社メイキコウ
Priority date: 2019-05-09
Filing date: 2019-05-09
Publication date: 2023-09-04
Anticipated expiration: 2039-05-09
Also published as: JP2020182916A

Description

本発明は、物品の形状を判別する物品判別装置に関する。

移載装置は、例えば空港で使用される。飛行機に搭乗する搭乗者は、空港のターミナルビルにある搭乗手続きカウンターで荷物を預ける。荷物は、カウンターからコンベヤでバックヤードのメイクコンベヤに搬送される。メイクコンベヤは、ループ形のコンベヤであり、荷物は、移載装置によりメイクコンベヤからコンテナに積み込まれる。

荷物は、移載装置によって移載先であるコンテナや台車へ移載される。移載装置は、特質上、荷物の大きさまたは材質等によって移載できる物とできない物がある。そのため移載装置によって荷物を移載先へ移動する際に、荷物の大きさまたは材質等で判別したいとの要望がある。荷物の判別方法としてはカメラで取得した画像情報を処理する方法が考えられる。

特許文献１には、例えばトラック荷室に積み込まれた多数の物品を１つずつ把持して荷降ろしする搬送装置として、本願出願人の出願に係るものが開示されている。この搬送装置によれば、画像処理手段により得た多数の物品の画像情報を用いてロボットアームを制御しトラック荷室から荷降ろしすることができ、この種の荷降ろし作業の省力化を図ることができる。

特開２０１７－２０６３１８号公報

しかし画像情報は、荷物の置かれている環境によって影響を受ける場合がある。例えば屋外からの光が当たるとカメラで取得した画像の輪郭が不明瞭になる場合がある。そのため荷物のサイズや形状を高確率で認識することが困難な場合がある。さらに画像情報からは荷物の材質を特定することも容易ではない。そこで物品の材質を簡易に特定または推定して物品を精確に選別できる物品判別装置が従来必要とされている。

本開示の１つの特徴によると、物品判別装置は、物品までの距離情報を得る距離検出手段を有する。物品判別装置は、距離検出手段から距離情報を得て、距離情報に基づき物品の角部形状を判定し角部形状に基づいて物品を選別する制御回路を有する。

したがって物品の形状または材質を認識できる。例えば物品は、角部形状から物品の形状全体あるいは物品の材質を推定できる場合がある。画像情報を利用する場合は、画像情報を取得する際に物品に当たる光によって画像を鮮明に認識できない場合がある。一方、角部形状は、距離検出手段と物品の距離を検出することで得られる。したがって画像情報を得る場合に比べて確実に角部形状を得ることができる。かくして角部形状から物品を選別することで、確実に物品を選別することができる。

本開示の他の１つの特徴によると制御回路は、角部形状の傾斜領域幅が所定幅値より小さい場合に物品が段ボール製物品であると判定する。上述するように傾斜領域幅が所定幅値より小さい角部は、比較的急な角度を有する。段ボール製物品の角部は、一般に急な角度を有し、スーツケースの角部は、段ボール製物品に比べて緩やかな角度を有する。したがって角部が急な角度を有すると判断することで、当該物品が段ボール製物品であると認識する。

本開示の他の１つの特徴によると物品判別装置は、距離検出手段を保持する保持部と、保持部に対して距離検出手段を移動させる距離検出手段移動機構を備える。制御回路は、距離検出手段移動機構によって距離検出手段を移動させつつ距離検出手段から距離情報を得る。したがって保持部に対して距離検出手段を移動させることで角部形状を取得できる。距離検出手段は、移動されつつ物品の距離を得るため、広角で物品の距離を得る場合に比べ、正確な距離情報を安定して得ることができる。

したがって距離情報は、物品の一方向に沿った所定範囲を所定の距離間隔又は所定の時間周期で取得した複数個の距離データを含む。物品判別装置は、隣り合った距離データの差が所定差値を超えたと判定した回数をカウントする判定カウンタを備える。制御回路は、判定カウンタの値が所定回数値を越えた場合に、傾斜領域幅が所定幅値より大きいと判定する。したがって複数個の距離データを所定の距離間隔又は所定の時間周期で連続して取得する。そのため何らかの要因で距離データに誤差を含む場合であっても、複数回取得することで誤差の影響が小さい。これにより角部形状をより正確に判定できる。

移載装置を含む搬送装置全体の概略図である。図１におけるＩＩ方向からの搬送装置全体の側面図である。物品保持機構の正面図である。図３のＩＶ－ＩＶ方向から見た物品保持機構の断面図である。制御回路の入出力の関係を説明する図である。物品がスーツケースである場合の距離データの測定の様子を説明する図である。物品がスーツケースである場合のレーザ光の照射の様子を説明する図である。物品が段ボール製物品である場合の距離データの測定の様子を説明する図である。物品が段ボール製物品である場合のレーザ光の照射の様子を説明する図である。移載装置による物品がスーツケースである場合の吸着の様子を説明する図である。物品がスーツケースと段ボール製物品である場合、距離データ取得位置と距離データの関係を示す図である。物品選別と移載処理のフローチャートである。

図１～図１２を用いて、本実施の形態の例を物品判別装置１５を搬送装置（搬送システム）１に適用した例で説明する。図１に示すように搬送装置（搬送システム）１は、空港に設けられる上流搬送経路１ａと下流搬送経路１ｂを有する。上流搬送経路１ａは、空港のターミナルビルのバックヤードに設けられ、ターミナルビルのチェックインカウンターから搬送された物品（荷物）５を受けるメイクコンベヤ２を有する。

図１に示すようにメイクコンベヤ２は、ループ状に形成され搬送路上の物品をループ状に搬送する。図中のＸ方向は、メイクコンベヤ２の長手方向に平行である。Ｚ方向は、地面に対する垂直の方向であり、Ｙ方向は、Ｘ方向とＺ方向に対して直交する方向である。

図１，２に示すように上流搬送経路１ａは、メイクコンベヤ２上の物品を把持する移載装置１０と、移載装置１０に設けられ物品保持機構１６を移動させかつ角度を変更する移動機構６を有する。移動機構６は、Ｘ方向移動機構６ａと、Ｙ方向移動機構６ｂと、昇降機構６ｃを有する。

図１，２に示すようにＸ方向移動機構６ａは、Ｘ方向に沿って伸びる左右フレーム６ａ１、６ａ２を有する。左フレーム６ａ１は、メイクコンベヤ２の中央においてＸ方向に延設される。右フレーム６ａ２は、メイクコンベヤ２の右側、すなわち下流搬送経路１ｂ側においてＸ方向に延設される。左右フレーム６ａ１、６ａ２を架橋するようにＹ方向移動機構６ｂが設けられる。左右フレーム６ａ１、６ａ２には、Ｙ方向移動機構６ｂをＸ方向に移動させるための駆動源、例えばモータＭ１とモータＭ１によって回転するねじ軸が設けられる。

図１，２に示すようにＹ方向移動機構６ｂは、Ｘ方向移動機構６ａの左右フレーム６ａ１、６ａ２を架橋する前後フレーム６ｂ１、６ｂ２を有する。前後フレーム６ｂ１、６ｂ２は、Ｘ方向に並設される。前後フレーム６ｂ１、６ｂ２を架橋するように昇降機構６ｃの移動部６ｃ１が設けられる。前後フレーム６ｂ１、６ｂ２には、移動部６ｃ１をＹ方向に移動させるための駆動源、例えばモータＭ２とモータＭ２によって回転するねじ軸が設けられる。

図２に示すように昇降機構６ｃは、移動部６ｃ１から下方に伸びる保持部６ｃ２と、保持部６ｃ２に沿って昇降するスライダ６ｃ８を有する。保持部６ｃ２には、スライダ６ｃ８を上下方向に案内しつつスライダ６ｃ８の上下角度を調整するガイドレール６ｃ７が設けられる。ガイドレール６ｃ７は、上方に行くにしたがって左方向に向かって曲げられている。スライダ６ｃ８は、ガイドレール６ｃ７にスライド可能に掛けられる掛け部材６ｃ６を有する。スライダ６ｃ８は、掛け部材６ｃ６と反対方向に延出するアーム６ｃ３を有する。

したがってスライダ６ｃ８が下位置の際、アーム６ｃ３がスライダ６ｃ８から下方に延出する角度になる。かくしてアーム６ｃ３の先端に設けられた物品保持機構１６がメイクコンベヤ２の搬送路上の物品５と略平行になる。スライダ６ｃ８が上位置の際は、アーム６ｃ３がスライダ６ｃ８から略平行に延出する角度になる。これにより物品保持機構１６が保持する物品５がサイズ別コンベヤ３０と略平行になる。

図２に示すようにアーム６ｃ３には、昇降部６ｃ５が接続されている。図３に示すように昇降部６ｃ５は、シリンダ１２とシリンダ１２内の液圧または気圧によってシリンダ１２に対して出没するバー１２Ａを有する。バー１２Ａの先端に物品保持機構１６が装着される。

図３に示すように物品保持機構１６は、パッド（保持部）１５ａを有する。パッド１５ａは負圧を利用して物品を吸着して物品を保持するために下端部に吸着部１７を有する。物品保持機構１６の上部には、吸引ホース１９が接続され、吸引ホース１９は、図２に示す真空ポンプＶＰに接続される。吸引ホース１９を介してエアコンプレッサＥＣによって空気が吸引され、吸着部１７に負圧が生じ、物品が吸着部１７に吸着される。吸着部１７の下面外周には、弾性部材によって形成された吸着パッド１７ａが取付けられる。

図３、４に示すように物品判別装置１５は、距離検出手段移動機構１３と、距離検出手段１４と、後述する制御回路４６（図１、５）を有する。パッド１５ａは、物品までの距離を検出する距離検出手段１４を保持する。パッド１５ａには、パッド１５ａに対して距離検出手段１４を移動させる距離検出手段移動機構１３が設けられる。距離検出手段移動機構１３は、物品保持機構１６に設けられたレール１３ｃ２と、レール１３ｃ２に移動可能に取付けられたスライダ１３ｃ１を有する。スライダ１３ｃ１は、物品保持機構１６に対してＹ方向に移動し、物品保持機構１６から突出する位置まで移動できる。距離検出手段移動機構１３は、スライダ１３ｃ１をレール１３ｃ２に対して移動するための駆動機構を有する。駆動機構は、例えばサーボモータ１３ａと、ベルトＢを介してサーボモータ１３ａからの動力を受けて回転するねじ軸を有する。ねじ軸に螺合されたナットがスライダ１３ｃ１に設けられる。

図４に示すようにスライダ１３ｃ１の先端には、保持部１３ｃ４を介して距離検出手段１４が取付けられる。距離検出手段１４は、例えばレーザ光を用いた距離センサである。距離センサは、レーザ光を物品に向けて発する発信機と、物品から反射したレーザ光を受ける受信機を有する。発信機から発信された時間と、受信機で受信した時間との差から物品の距離を得る距離検出回路が距離センサに設けられる。

図１，２に示すようにメイクコンベヤ２上の物品５の状態を検知する搬送状態認識手段７が移動機構６に設けられる。搬送状態認識手段７は、物品保持機構１６の上流側に位置し、メイクコンベヤ２の上方から物品５を検出する。搬送状態認識手段７は、例えば２Ｄ、３Ｄカメラと、カメラからの画像を処理して物品の外形を検出する外形検出回路を有する。したがって搬送状態認識手段７によって物品５の角度の情報を得て、物品保持機構１６を物品５に対応する角度に変更できる。

図１，２に示すように物品保持機構１６によって保持された物品５は、物品保持機構１６とともに移動機構６によって下流搬送経路１ｂに移載される。下流搬送経路１ｂは、サイズ別コンベヤ３０と、サイズ別コンベヤ３０の下流に配置されたコンテナ３を有する。サイズ別コンベヤ３０は、Ｘ方向に並配された４つの分配コンベヤ３１～３４を有する。分配コンベヤ３１～３４は、メイクコンベヤ２近傍からコンテナ３の上方へＹ方向に延出する。移載装置１０が物品５の大きさに応じて物品５を分配コンベヤ３１～３４上に分配する。

図１，２に示すように分配コンベヤ３１～３４は、物品５をメイクコンベヤ２側からコンテナ３に向けて搬送する。分配コンベヤ３１～３４の各下流端に物品５の移動を制限するストッパ３５が設けられる。分配コンベヤ３１～３４の下流端に沿ってＸ方向に移動する待機コンベヤ３６が設けられる。分配コンベヤ３１～３４からの物品５は、ストッパ３５が開放されることで待機コンベヤ３６上に移動する。待機コンベヤ３６は、物品５を載置した状態で待機位置へ移動する。

図１，２に示すように下流搬送経路１ｂは、待機コンベヤ３６からコンテナ３に物品５を移載するため、積込装置４０と、積込装置４０を移動させるＸＹテーブル４５を有する。ＸＹテーブル４５は、地面に設置される左右フレーム４５ａ１、４５ａ２と、左右フレーム４５ａ１、４５ａ２上に移動可能に取付けられる前後フレーム４５ｂ１、４５ｂ２を有する。左右フレーム４５ａ１、４５ａ２は、コンテナ３の右側においてＹ方向に並設され、それぞれがＸ方向に延設される。

図１に示すように前後フレーム４５ｂ１、４５ｂ２は、Ｘ方向に並設され、Ｙ方向に延出する。前後フレーム４５ｂ１、４５ｂ２は、左右フレーム４５ａ１、４５ａ２に沿ってＸ方向にスライドする。左右フレーム４５ａ１、４５ａ２には、前後フレーム４５ｂ１、４５ｂ２をＸ方向に移動させるための駆動源、例えばモータＭ３とモータＭ３によって回転するねじ軸が設けられる。前後フレーム４５ｂ１、４５ｂ２には積込装置４０がＹ方向に移動可能に取付けられる。前後フレーム４５ｂ１、４５ｂ２には積込装置４０をＹ方向に移動させるための駆動源、例えばモータＭ４とモータＭ４によって回転するねじ軸が設けられる。

図２に示すように積込装置４０は、多関節ロボットであって、アーム４０ｃとハンド４１を有する。アーム４０ｃは、旋回部４０ａを介してＸＹテーブル４５に連結される。旋回部４０ａは、ＸＹテーブル４５に対して水平面上において回転可能に取付けられる。旋回部４０ａにアーム４０ｃが第１関節部４０ｂによって前後方向に回転可能に接続される。アーム４０ｃの先端に第２関節部４０ｄによって上下方向に回転可能にハンド４１が接続される。ハンド４１は、その先端に移載装置１０と同様の物品保持機構を有する。ハンド４１が待機コンベヤ３６上の物品５を保持し、物品５とともにＸＹテーブル４５により移動し、物品５がコンテナ３内へ積み込まれる。

図２に示すように積込装置４０および待機コンベヤ３６の上方に待機状態認識手段８が設けられる。待機状態認識手段８は、例えば２Ｄ、３Ｄカメラと、カメラからの画像を処理して物品の外形を検出する外形検出回路を有する。したがって待機状態認識手段８によって物品５の角度の情報を得て、ハンド４１を制御回路４６（例えばＣＰＵ等を含む回路）（図５参照）によって物品５に対応する角度に変更する。

図５に示すように制御回路４６は、搬送状態認識手段７と待機状態認識手段８と距離検出手段１４と電気的に接続され、これら手段から発信された情報を受信する。制御回路４６に距離検出手段移動機構１３と物品保持機構１６が電気的に接続され、これらの機構を制御するための信号を発信する。

図５に示すように制御回路４６は、距離検出手段１４と協働して物品５の形状を得るための判定カウンタ４２を有する。距離検出手段１４が物品５までの距離を所定の間隔で得る。物品５が曲面を有していると、物品５までの距離が大きく変化する。その距離変化が所定以上であるか否かを距離検出手段１４からの検出信号に基づいて制御回路４６が判定する。距離変化が所定以上の際に判定カウンタ４２がその内部に有するメモリにおいてカウント数を増加する。制御回路４６には、記憶手段４４が接続されている。記憶手段４４は、例えばハードディスク等の記憶装置であって、各種装置を制御するためのプログラムが記憶されている。

図６～９で示すように距離検出手段１４が物品５までの距離を検出する前に、制御回路４６によって移動機構６を駆動して物品保持機構１６を物品５に対応する位置へ移動させる。詳しくは物品保持機構１６の長手方向が物品５の長手方向と平行になるように物品保持機構１６を移動させる。物品５は、例えば、樹脂製のスーツケース５ａ、段ボール製物品５ｂである。距離検出手段１４は、物品５の角部を超える移動距離ＳＬを有するようにねじ軸長さを有する。距離検出手段１４は、所定間隔にあるデータ取得位置Ｐａ１～Ｐａ１１、Ｐｂ１～Ｐｂ１１において物品５までの距離を検出する。

図１２のフローチャートを用いて物品５を大きさ毎、材質毎に選別する処理を説明する。図１に示すようにチェックインカウンターからメイクコンベヤ２上へ搬送された物品５は、順に搬送状態認識手段７の下方を通過する。搬送状態認識手段７が物品５を検知し、搬送状態認識手段７からの信号に基づいて制御回路４６が物品５の搬送状態を認識する（ステップＳ１）。搬送状態には、物品５のメイクコンベヤ２に対する位置、角度、速度が含まれる。

次に、図１，５を参照するように制御回路４６が搬送状態に基づいて物品保持機構１６を物品５に同期するように移動機構６を制御する（ステップＳ２）。具体的には、物品保持機構１６の中心が物品５の中心に対応するように移動機構６が物品保持機構１６を移動させる。物品保持機構１６を物品５と同一速度で移動させる。図６に示すように物品保持機構１６の長手方向を物品５の長手方向と平行とするように物品保持機構１６の角度を変更する。

制御回路４６が移動機構６を駆動して物品保持機構１６を物品５に対して所定の距離に近づける（ステップＳ３）。具体的には、距離検出手段１４から信号に基づきメイクコンベヤ２からの距離が所定の距離になるまで、物品保持機構１６を物品５に向けて移動させる。

次に、物品５の材質を選定する処理を行う（ステップＳ４～Ｓ７）。先ず、制御回路４６が距離検出手段移動機構１３を駆動して距離検出手段１４を初期位置から所定距離ΔＬ突出方向へ移動させる（ステップＳ４）。制御回路４６が距離検出手段１４から距離情報を得て記憶手段４４へ記憶する（ステップＳ５）。距離検出手段１４が物品５へレーザ光を照射し、距離検出手段１４から物品５までの距離を検知する。距離検出手段１４が距離に応じた信号を制御回路４６へ送信する。制御回路４６は、信号を距離情報として記憶手段４４へ記憶する。

距離検出手段１４が２回以上の検出情報を得た場合、すなわち各位置において物品５までの距離を得ている場合、制御回路４６がステップＳ６を行う。今回取得した距離情報と前回取得した距離情報に基づいて今回取得した距離と前回取得した距離の差（距離変化）が所定差値を超えたと判定した場合（Ｙｅｓ）、制御回路４６が判定カウンタ４２の値を一増加させる（ステップＳ７）。具体的には、制御回路４６が記憶手段４４から判定カウンタ４２を読み出し一増加させ、記憶手段４４に記憶する。したがって判定カウンタ４２の値は、物品５における傾斜領域の幅である傾斜領域幅を示す。ステップＳ６において距離変化が所定差値を超えていないと判定した場合（Ｎｏ）、ステップＳ８へ進む。

図１１は、図７，９に示す測定における距離データ（ｍｍ）と距離データ取得位置（ｍｍ）の関係例を示す。縦軸は距離データ（ｍｍ）、横軸は距離データ取得位置（ｍｍ）である。白抜き円は、物品５がスーツケース５ａである場合の測定結果である。ｘは、物品５が段ボール製物品５ｂである場合の測定結果である。測定位置は、０．５ｍｍ間隔（測定間隔）であって、例えば距離検出手段１４を１００ｍｍ／ｓで移動させ、距離検出手段１４が５ｍｓ間隔で測定を行う。

ステップＳ８において制御回路４６が物品５の距離の検出が終了したか否かを判定する。具体的には、制御回路４６が距離検出手段移動機構１３の信号に基づき距離検出手段１４の移動距離を算出する。移動距離が移動距離ＳＬを越えていると判定した場合、制御回路４６が距離の検出が終了したと判定する。検出が終了したと判定した場合（Ｙｅｓ）、制御回路４６が物品５の角部の傾斜領域幅が所定幅値より大きいか否かを判定する（ステップＳ９）。検出が終了していないと判定した場合（Ｎｏ）、ステップＳ４へ戻る。

ステップＳ９において制御回路４６は、判定カウンタの値に測定間隔を乗じ、これにより物品５の傾斜領域幅を得る。物品５の傾斜領域幅が所定幅値を越えていると判定した場合、物品５がスーツケース５ａであると判定する。傾斜領域幅が所定幅値を越えていない判定した場合、物品５が段ボール製物品５ｂであると判定する。

図１１に示すようにスーツケース５ａは、角部の傾斜が緩やかであって、傾斜領域幅が幅Ｌ１であって広い。一方、段ボール製物品５ｂは、角部の傾斜が急であって、傾斜領域幅が幅Ｌ２（Ｌ２＜Ｌ１）であって狭い。傾斜領域幅が小さいほど角部形状が急に変化する。傾斜領域幅が大きいほど角部形状が緩やかに変化する。所定幅値は角部形状の判定をするため予め設定された値である。したがって所定幅値より小さい傾斜領域幅の場合、制御回路４６が角部形状を緩やかであると判定する。つまり物品５がスーツケース５ａであると判定する。所定幅値より大きい傾斜領域幅の場合、制御回路４６が角部形状を急であると判定する。つまり物品５が段ボール製物品５ｂであると判定する。

ステップＳ９において物品５がスーツケース５ａであると判定すると、制御回路４６が物品（スーツケース５ａ）を吸着し上方へ移動する（ステップＳ１０）。具体的には、図１０に示すように、制御回路４６が移動機構６を駆動し吸着部１７を物品（スーツケース５ａ）の表面に押し当てる。制御回路４６が物品保持機構１６を稼働し吸着部１７が負圧を利用して物品（スーツケース５ａ）を吸着する。制御回路４６が移動機構６を駆動し物品（スーツケース５ａ）を上方へ移動させる。

ステップＳ９において物品５が段ボール製物品５ｂであると判定すると、制御回路４６が物品５を吸着せず、制御回路４６が物品の移動への同期を停止する（ステップＳ１３）。これにより段ボール製物品５ｂが移動機構６によって吸着された際に、潰れてしまうことを避けることができる。したがって段ボール製物品５ｂは、作業者によってあるいはロボット等によってメイクコンベヤ２から取り出されコンテナ３へ積み込まれる。

制御回路４６が移動機構６を駆動し物品５をサイズ別コンベヤ３０へ移載する（ステップＳ１１）。具体的には、例えば、サイズ別コンベヤ３０は、分配コンベヤ３１がＳサイズ用コンベヤ、分配コンベヤ３２がＭ１サイズ用コンベヤ、分配コンベヤ３３がＭ２サイズ用コンベヤ、分配コンベヤ３４がＬサイズ用コンベヤである。

制御回路４６が移動機構６を駆動し物品保持機構１６をメイクコンベヤ２の上流へ移動する（ステップＳ１２）。具体的には、制御回路４６が移動機構６を駆動し物品保持機構１６を判定する次の物品５の位置まで移動する。制御回路４６が次の物品５に対してステップＳ１以下の処理をする。

ステップＳ１３において制御回路４６が物品の移動への同期を停止する。具体的には、制御回路４６は、移動機構６の駆動を停止し、物品５の移動への同期を停止する（ステップＳ１３）。

図１に示すように制御回路４６が積込装置４０を駆動し分配コンベヤ３１～３４から物品５をコンテナ３へ積み込む。物品５が積み込まれたコンテナ３（３ａ，３ｂ，３ｃ）は牽引車により飛行機４の貨物室４ａへ積み込まれる。

上述するように図３、５に示すように物品判別装置１５は、物品５（図１参照）までの距離情報を得る距離検出手段１４を有する。物品判別装置１５は、距離検出手段１４から距離情報を得て、距離情報に基づき物品５の角部形状を判定し角部形状に基づいて物品を選別する制御回路４６を有する。

したがって物品５の形状または材質を認識できる。例えば物品５は、角部形状から物品５の形状全体あるいは物品５の材質を推定できる場合がある。画像情報を利用する場合は、画像情報を取得する際に物品５に当たる光によって画像を鮮明に認識できない場合がある。一方、角部形状は、距離検出手段１４と物品５の距離を検出することで得られる。したがって画像情報を得る場合に比べて確実に角部形状を得ることができる。かくして角部形状から物品５を選別することで、確実に物品５を選別することができる。

図５に示す制御回路４６は、角部形状の傾斜領域幅が所定幅値より小さい場合に物品が段ボール製物品５ｂであると判定する。上述するように傾斜領域幅が所定幅値より小さい角部は、比較的急な角度を有する。段ボール製物品（段ボール製物品５ｂ）の角部は、一般に急な角度を有し、スーツケース（スーツケース５ａ）の角部は、段ボール製物品５ｂに比べて緩やかな角度を有する。したがって角部が急な角度を有すると判断することで、当該物品が段ボール製物品であると認識する。

図１、３に示す物品判別装置１５は、距離検出手段１４を保持する保持部（パッド１５ａ）と、保持部（１５ａ）に対して距離検出手段１４を移動させる距離検出手段移動機構１３を備える。制御回路４６は、距離検出手段移動機構１３によって距離検出手段１４を移動させつつ距離検出手段１４から距離情報を得る。したがって保持部（１５ａ）に対して距離検出手段１４を移動させることで角部形状を取得できる。距離検出手段１４は、移動されつつ物品５の距離を得るため、広角で物品５の距離を得る場合に比べ、正確な距離情報を安定して得ることができる。

したがって距離情報は、物品５の一方向に沿った所定範囲を所定の距離間隔又は所定の時間周期で取得した複数個の距離データを含む。物品判別装置１５は、隣り合った距離データの差が所定差値を超えたと判定した回数をカウントする判定カウンタ４２を備える。制御回路４６は、判定カウンタ４２の値が所定回数値を越えた場合に、傾斜領域幅が所定幅値より大きいと判定する。したがって複数個の距離データを所定の距離間隔又は所定の時間周期で連続して取得する。そのため何らかの要因で距離データに誤差を含む場合であっても、複数回取得することで誤差の影響が小さい。これにより角部形状をより正確に判定できる。

図３に示すように物品保持機構１６は、負圧を利用して物品の表面を吸着する吸着部１７を備える。制御回路４６は物品が段ボール製物品５ｂであると判定した場合、物品を吸着しないように物品保持機構１６を稼働する。一方制御回路４６は、所定幅値より大きい場合に物品を吸着するように物品保持機構１６を稼働する。

段ボール製物品５ｂは、スーツケース５ａに比べて弾性変形し難く、一度変形すると元の形状に戻り難い。物品保持機構１６は、段ボール製物品５ｂを吸着することで変形させてしまうおそれがある。これに対して制御回路４６は、段ボール製物品５ｂである際に吸着部１７が当該物品を吸着しないように物品保持機構１６を稼働する。これにより段ボール製物品５ｂの破損を回避できる。

図１，２に示すように移載装置１０は、移動機構６と搬送状態認識手段７を有する。搬送状態認識手段７は、物品５の搬送速度と搬送方向に対する物品５の角度に関する視覚情報を得る。移動機構６は、物品保持機構１６を移動させかつ角度を変更する。制御回路４６は、搬送状態認識手段７から視覚情報を得て、物品保持機構１６の角度と速度を搬送される物品に同期するように移動機構６を駆動する。したがって移動する物品に対して、距離検出手段１４を所定の角度を維持しつつ、同期して移動することができる。そのため距離検出手段１４は、搬送中の物品５の角部形状を適切に得ることができる。

図１，２に示すように移動機構６は、物品保持機構１６を上下方向のＺ方向に沿って移動させる昇降機構６ｃと、物品保持機構１６を搬送方向に沿ったＸ方向に移動させるＸ方向移動機構６ａと、物品保持機構１６をＸ方向およびＺ方向に直交するＹ方向に移動させるＹ方向移動機構６ｂを備える。制御回路４６は、選別した物品を上流搬送経路１ａから下流搬送経路１ｂへ移載するように昇降機構６ｃとＸ方向移動機構６ａとＹ方向移動機構６ｂを駆動する。したがって物品保持機構１６をＸＹＺ方向に移動させて物品に隣接させ、物品保持機構１６によって物品５を保持することができる。

本開示の他の１つの特徴によると図３に示すように距離検出手段１４は、レーザ光を用いた距離センサである。制御回路４６は、レーザ光を物品へ照射して距離を検出して距離情報を得る。したがって距離検出手段１４は、超音波を利用した測距センサの場合と比較して高い分解能であるため距離をより正確に測定できる。かくして角部形状をより正確に得ることができる。

本発明の形態を上記構造を参照して説明したが、本発明の目的を逸脱せずに多くの交代、改良、変更が可能であることは当業者であれば明らかである。したがって本発明の形態は、添付された請求項の精神と目的を逸脱しない全ての交代、改良、変更を含み得る。例えば本発明の形態は、前記特別な構造に限定されず、下記のように変更が可能である。

上記実施の形態における移載装置１０は、図２に示すように負圧を利用する物品保持機構１６を有する。これに代えて一対のハンドを有して、物品５を保持する物品保持機構１６でも良い。上記実施の形態における距離検出手段１４は、図３に示すようにレーザ光を用いて距離を検出する。これに代えて超音波センサ、ミリ波レーダ、レーザスキャナを有する距離検出手段１４でも良い。

上記実施の形態における距離検出手段移動機構１３は、図３，４に示すようにボールねじを用いた直動機構を有する。これに代えてラックアンドピニオンを用いた直動機構を有しても良い。上記実施の形態における搬送状態認識手段７は、図２に示すように１個の２Ｄ、３Ｄカメラを有する。これに代えて複数の２Ｄ、３Ｄカメラを有しても良い。

上記実施の形態における距離情報は、図７，９に示すように物品５の一方向に沿った所定範囲（移動距離ＳＬ）を所定の距離間隔で取得する。これに代えて物品保持機構１６の物品５への同期を止め移動する物品５に対して所定の時間周期で取得しても良い。

上記実施の形態における移載装置１０は上流搬送経路１ａにおいて設けられメイクコンベヤ２から物品５を移載する。この場所に代えて下流搬送経路１ｂにおいて設けられ分配コンベヤ３１～３４から物品５をコンテナ３へ積み込んでも良い。

上記実施の形態における物品判別装置１５は、空港のターミナルビルのバックヤードにおける搬送装置（搬送システム）１で使用される。これに限定されず、物品判別装置１５は、工場、物流倉庫、物品の収集配送センター等の物品を搬送する搬送装置（搬送システム）において物品の判別に使用できる。また、物品判別装置１５は、搬送装置に限らず工場、物流倉庫、物品の収集配送センター等において物品の判別に使用できる。

５物品（荷物）
５ａスーツケース
５ｂ段ボール製物品
６移動機構
６ａＸ方向移動機構
６ｂＹ方向移動機構
６ｃ昇降機構
７搬送状態認識手段
１０移載装置
１３距離検出手段移動機構
１４距離検出手段
１５物品判別装置
１５ａパッド（保持部）
１６物品保持機構
１７吸着部
４０積込装置
４２判定カウンタ
４６制御回路

Claims

物品判別装置であって、
物品までの距離情報を得る距離検出手段と、
前記距離検出手段から前記距離情報を得て、前記距離情報に基づき前記物品の角部形状を判定し前記角部形状に基づいて前記物品を選別する制御回路を有し、
前記制御回路は、前記角部形状の傾斜領域幅が所定幅値より小さい場合に前記物品が段ボール製物品であると判定する物品判別装置。
請求項１に記載の物品判別装置であって、
前記距離検出手段を保持する保持部と、前記保持部に対して前記距離検出手段を移動させる距離検出手段移動機構を備え、
前記距離情報は、前記距離検出手段移動機構を駆動し、前記物品の一方向に沿った所定範囲を所定の距離間隔又は所定の時間周期で取得した複数個の距離データを含み、
隣り合った前記距離データの差が所定差値を超えたと判定した回数をカウントする判定カウンタを備え、
前記制御回路は、前記判定カウンタの値が所定回数値を越えた場合に、前記傾斜領域幅が前記所定幅値より大きいと判定する物品判別装置。