JP7421925B2 - 情報処理装置、情報処理方法、及びプログラム - Google Patents
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Description
図1を参照して、本実施形態に係る管理システム1の概要について説明する。本実施形態に係る管理システム1は、倉庫等の所定の空間において、荷物を運搬する運搬装置の作業状態を管理するシステムである。管理システム1は、情報処理装置100と、運搬装置190とを含む。なお、本実施形態では、便宜上、運搬装置190としてフォークリフトが適用されるものとする。また、運搬装置190は、情報収集ユニット193を備える。情報処理装置100と情報収集ユニット193とは所定のネットワークを介して情報を送受信可能に構成されている。例えば、図1に示す例では、情報処理装置100と情報収集ユニット193とは無線のネットワークを介して接続される。
また、運搬装置190による荷物等の物品の運搬に係る動作が阻害されなければ、情報処理装置100と情報収集ユニット193とを接続するネットワークの種別は特に限定されない。具体的な一例として、情報処理装置100と情報収集ユニット193とが複数種類のネットワークを介して接続されていてもよく、一部に有線のネットワークが含まれていてもよい。また、情報処理装置100と情報収集ユニット193との間の通信が他の通信装置により中継されてもよい。すなわち、情報処理装置100と情報収集ユニット193との間で論理的なネットワークを介した通信が確立されていればよく、物理的なネットワークの実現方法は特に限定されない。
具体的には、本実施形態に係る情報収集ユニット193は、運搬装置190の周囲の状態に応じた状態情報、特に、フォーク等のような保持部に保持された荷物等の物品の状態や、当該保持部や当該物品の周囲の状態に関する情報を収集可能に構成されている。
具体的な一例として、図2は、床面に対して物品が載置される載置領域302の範囲を示す枠301が設定されており、運搬装置190が、保持部191により保持された物品303(荷物等)を当該載置領域302に載置する状況を模式的に示している。検知部194は、保持部191の少なくとも一部を含む領域197を検知対象として、当該領域197の状態を検知する。具体的には、領域197は、保持部191により物品303が保持された状態において、当該物品303の少なくとも一部と、当該物品303の少なくとも一部の周囲の領域と、が含まれるように設定されるとよい。より具体的には、領域197は、保持部191に保持された物品303が載置領域302に載置された際に、当該物品303と、当該載置領域302の規定に係る指標(例えば、枠301や、棚のフレーム等)の少なくとも一部が含まれるように設定されるとよい。このような構成に基づき、検知部194は、所定の広さを有する領域197を検知対象として、2次元的または3次元的に、運搬装置190の周囲の状態、特に、保持部191により保持された物品303の状態と、当該物品303の周囲の状態とを検知する。
なお、上記はあくまで一例であり、保持部191により保持された物品303の少なくとも一部と、当該物品303の少なくとも一部の周囲の領域と、を含む領域197の状態を検知することが可能であれば、検知部194として適用される構成は特に限定されない。具体的な一例として、検知部194が、所謂デプスセンサとして構成されていてもよい。この場合には、検知部194は、所定の検知領域内に位置する物体の各部との距離(デプス)を測定し、距離の測定結果を2次元的にマッピングすることで所謂デプスマップを生成してもよい。
また、他の一例として、載置領域302に対して物品303が載置された直前に検知部194により検知された情報が、載置領域302に対する物品303の載置状態の認識に利用されてもよい。具体的には、運搬装置190は、保持部191により物品303が保持された状態で載置領域302に移動した後(すなわち、物品303を載置領域302に運搬した後)に、当該載置領域302に対して当該物品303の積み下ろしを行うこととなる。このような前提の基で、保持部191により保持された状態で載置領域302に運搬された物品303が、当該載置領域302に対して積み下ろしが行われる前に取得された、当該物品303の少なくとも一部と、当該物品303の少なくとも一部の周囲の領域と、の状態の検知結果に応じた情報が、載置領域302に対する物品303の載置状態の認識に利用されるとよい。
具体的には、棚の棚板321及び仕切り板322に囲まれた4つの領域が載置領域323a~323dとして設定されている。なお、以降の説明では、載置領域323a~323dを特に区別しない場合には、「載置領域323」と称する場合がある。また、載置領域323aには荷物324aが載置されており、載置領域323bには荷物324bが載置されている。
これに対して、荷物324bは、載置領域323bに対して誤った載置状態で載置されている。具体的には、荷物324bは、載置領域323aに載置された荷物324aに比べて、載置領域323bに対して傾いた状態で載置されており、当該載置領域323bとの間に姿勢のずれが生じている。
具体的な一例として、荷物324aは、載置領域323aに対する位置及び姿勢のずれが閾値以下であるものとする。この場合には、情報処理装置100は、載置領域323a及び荷物324aの撮像結果に応じた画像を解析することで、載置領域323aに対する荷物324aの位置及び姿勢のずれを認識し、当該認識結果に基づき荷物324aが正しい載置状態にあると認識する。
また、他の一例として、荷物324bは、載置領域323aに対する位置及び姿勢のずれが閾値を超えているものとする。この場合には、情報処理装置100は、載置領域323b及び荷物324bの撮像結果に応じた画像を解析することで、載置領域323bに対する荷物324bの位置及び姿勢のずれを認識し、当該認識結果に基づき荷物324bが誤った載置状態にあると認識する。
図5を参照して、本実施形態に係る情報処理装置100のハードウェア構成の一例について説明する。図5に示すように、本実施形態に係る情報処理装置100は、CPU(Central Processing Unit)210と、ROM(Read Only Memory)220と、RAM(Random Access Memory)230とを含む。また、情報処理装置100は、補助記憶装置240と、出力装置250と、入力装置260と、ネットワークI/F270とを含む。CPU210と、ROM220と、RAM230と、補助記憶装置240と、出力装置250と、入力装置260と、ネットワークI/F270とは、バス280を介して相互に接続されている。
図6を参照して、本実施形態に係る管理システム1の機能構成の一例について、特に、情報処理装置100及び情報収集ユニット193の機能構成に着目して説明する。
なお、記憶部104は、例えば、情報処理装置100に内蔵された記憶装置により実現されてもよい。また、他の一例として、記憶部104は、情報処理装置100とは異なる外部の記憶装置により実現されてもよい。具体的には、記憶部104は、情報処理装置100に対して外付けされた記憶装置により実現されてもよいし、情報処理装置100とネットワークを介して接続された記憶装置により実現されてもよい。
また、この際に、認識部102は、物品や載置領域等の認識対象自体の特徴(形状や色等)に応じた特徴量に限らず、例えば、当該認識対象に付されたマーカやタグ等の特徴に応じた特徴量を利用して、当該認識対象の認識を行ってもよい。
なお、この場合には、比較対象となる特徴量に関する情報については、例えば、認識部102が読み出し可能な記憶領域(例えば、記憶部104)に記憶させておくとよい。
具体的な一例として、認識部102は、運搬対象の物品と、当該物品が載置される載置領域と、を事前の機械学習に基づき個別に識別し、当該識別の結果に基づき、当該載置領域に対する当該物品の載置状態を認識してもよい。この場合には、運搬対象の物品の認識に係る教師データ(例えば、当該物品の撮像画像)や、載置領域の規定に利用される物体の認識に係る教師データ(例えば、当該物体の撮像画像)を利用した教師あり学習に基づき、上記識別器が構築されてもよい。
また、他の一例として、認識部102は、載置領域に対する物品の載置状態自体を事前の機械学習に基づき識別してもよい。この場合には、載置領域に対する物品の載置状態(例えば、載置領域に対する物品の位置や姿勢のずれの度合いに応じた状態)ごとの教師データを利用した教師あり学習に基づき、上記識別器が構築されてもよい。
具体的な一例として、管理部103は、載置領域に対する物品の位置及び姿勢のうち少なくともいずれかの関係に応じて、「1.正常状態」、「2.配置にずれがある状態」、及び「3.配置ずれがあり、かつ危険な状態」のいずれに該当するかを判定してもよい。この場合には、管理部103は、1以上の物品それぞれに対する当該判定の結果(すなわち、物品の載置状態の特定結果)に基づき、当該1以上の物品それぞれの載置状態の管理を行ってもよい。また、管理部103は、1以上の物品それぞれに対する当該判定の結果に基づき、当該1以上の物品を含む一連の物品の載置状態(例えば、判定対象の物品と周囲に載置された物品との載置状態等)を管理してもよい。
なお、「1.正常状態」は、例えば、物品が載置領域の所定の位置に所定の姿勢で載置されている状態に相当する。また、「2.配置にずれがある状態」は、例えば、物品が所定の姿勢で載置されているが、載置された位置にずれが生じている状態や、物品が所定の位置に載置されているが、載置された姿勢に傾きが生じている状態等に相当する。また、「3.配置ずれがあり、かつ危険な状態」は、例えば、物品が載置領域に対して傾いた状態で載置されており当該傾きの大きさが閾値を超える状態や、物品の一部が載置領域からはみ出した状態で載置されている状態等に相当する。
具体的な一例として、管理部103は、上記ずれの度合いを閾値と比較し、当該比較の結果に応じて、「1.正常状態」、「2.配置にずれがある状態」、及び「3.配置ずれがあり、かつ危険な状態」のいずれに該当するかを判定してもよい。この場合には、「1.正常状態」、「2.配置にずれがある状態」、「3.配置ずれがあり、かつ危険な状態」の順で、上記ずれの度合いがより小さい状態から当該ずれの度合いがより大きい状態に該当するように、上記判定に利用される閾値が設定されるとよい。そして、管理部103は、上記判定の結果(すなわち、物品の載置状態の特定結果)に基づき、物品の載置状態の管理(例えば、1以上の物品それぞれの載置状態の管理や、当該1以上の物品を含む一連の物品の載置状態の管理等)を行ってもよい。
具体的な一例として、管理部103は、物品の載置状態の管理結果に応じた情報を出力部105に出力させることで、当該情報をユーザに提示してもよい。より具体的な一例として、管理部103は、載置領域に対する物品の位置や姿勢のずれの認識結果に応じて、出力部105に報知情報を報知させてもよい。これにより、例えば、載置領域に対する物品の位置や姿勢のずれが閾値を超える場合に、ユーザに対して警告を報知することも可能となる。
また、他の一例として、管理部103は、物品の載置状態の管理結果に応じたデータを、ネットワークを介して他の装置に送信してもよい。これにより、当該他の装置は、当該データに基づき物品の載置状態を認識することが可能となり、ひいては、当該状態の認識結果を他の処理の実行に利用することも可能となる。
例えば、出力部105は、ディスプレイ等のようの表示デバイスを含んでもよい。この場合には、出力部105は、提示対象となる情報に応じた表示情報を表示させることで、当該情報をユーザに提示してもよい。
また、出力部105は、所謂スピーカ等のような音響出力デバイスを含んでもよい。この場合には、出力部105は、提示対象となる情報に応じた音声や電子音等の音響を出力することで、当該情報をユーザに提示してもよい。
もちろん上記はあくまで一例であり、情報の提示方法に応じて、出力部105の構成が適宜変更されてもよい。
図7を参照して、本実施形態に係る管理システム1の処理の一例について説明する。なお、図7に示す例では、本実施形態に係る管理システム1の特徴をよりわかりやすくするために、検知部194として撮像部が適用された場合に着目して、特に、情報処理装置100の処理について説明する。
例えば、情報処理装置100は、物品及び載置領域の認識結果に基づき、当該載置領域に対する当該物品の位置及び姿勢のうち少なくともいずれかを、当該載置領域に対する当該物品の載置状態として認識してもよい。
具体的な一例として、情報処理装置100は、載置領域に対する物品の位置及び姿勢のうち少なくともいずれかの関係に応じて、「1.正常状態」、「2.配置にずれがある状態」、及び「3.配置ずれがあり、かつ危険な状態」のいずれに該当するかを判定してもよい。この場合には、情報処理装置100は、当該判定の結果(すなわち、物品の載置状態の特定結果)に基づき、物品の載置状態の管理を行ってもよい。
また、情報処理装置100は、情報収集ユニット193から対応する運搬装置190の位置情報を取得し、当該位置情報を、当該運搬装置190が運搬した物品の載置状態の管理に利用してもよい。
これにより、例えば、情報処理装置100は、物品の載置状態の管理結果に応じた情報を所定の出力部(例えば、出力部105)に出力させることで、当該情報をユーザに提示することも可能となる。
実施形態として上述した例はあくまで一例であり、必ずしも管理システム1を実現するための構成や、当該管理システム1の処理を限定するものではない。すなわち、上述した本実施形態に係る管理システム1の実現に係る技術思想を逸脱しない範囲で、管理システム1の構成や処理の一部が適宜変更されてもよい。
また、他の一例として、情報収集ユニット193と情報処理装置100とが一体的に構成されていてもよい。この場合には、情報処理装置100側の機能構成に相当する部分(例えば、認識部102や管理部103)のうち、情報収集ユニット193側の機能構成(例えば、検知部194や位置情報取得部195)から情報を取得する処理が、「取得処理」の一例に相当する。
具体的な一例として、運搬装置190としてクレーンを適用することも可能である。この場合には、例えば、クレーンのフックに相当する部分が保持部191の一例に相当する。
また、他の一例として、ショベルカーやブルドーザー等の工作機械を本実施形態に係る管理システム1における運搬装置190と見立てて、当該工作機械により運搬された土砂等の載置状態の管理を行うことも可能である。この場合には、例えば、ショベルカーやブルドーザーのバケットに相当する部分が、保持部191の一例に相当する。
例えば、情報処理装置100は、物品の種別に応じて、載置領域に対する当該物品の載置状態の特定に係る条件(例えば、位置及び姿勢のずれの特定に利用する閾値)を制御してもよい。具体的には、運搬対象となる物品の形状が必ずしも一般的な箱のように直方体や立方体の形状を有しているとは限らない。このような状況下では、例えば、載置領域に対する物品の姿勢を調整したとしても、当該物品の一部が当該載置領域に対して傾いた状態で載置されることとなる場合がある。このような場合には、情報処理装置100は、運搬対象となる物品の形状に応じて、載置領域に対する物品の載置状態が正常と判定する条件(例えば、載置領域に対する物品の位置や姿勢のずれの比較対象となる閾値)を緩和してもよい。なお、この場合には、物品の種別を特定する方法は特に限定されない。例えば、情報処理装置100は、物品の撮像結果に応じた画像に基づき当該物品の種別を特定してもよいし、物品に付されたマーカやタグ等の読み取り結果に基づき当該物品の種別を特定してもよい。
また、他の一例として、情報処理装置100は、載置領域の種別に応じて、載置領域に対する当該物品の載置状態の特定に係る条件(例えば、位置及び姿勢のずれの特定に利用する閾値)を制御してもよい。上述した物品の場合と同様に、載置領域の形状についても、必ずしも方形状とは限らない。このような状況下では、例えば、運搬対象となる物品が箱状の形状(直方体や立方体の形状)を有している場合に、載置領域に対する物品の姿勢を調整したとしても、当該物品の一部が当該載置領域に対して傾いた状態で載置されることとなる場合がある。そのため、このような場合には、情報処理装置100は、運搬対象となる物品が載置される載置領域の形状に応じて、載置領域に対する物品の載置状態が正常と判定する条件(例えば、載置領域に対する物品の位置や姿勢のずれの比較対象となる閾値)を緩和してもよい。なお、この場合には、載置領域の種別を特定する方法は特に限定されない。例えば、情報処理装置100は、載置領域の撮像結果に応じた画像に基づき当該載置領域の種別を特定してもよいし、載置領域に付されたマーカやタグ等の読み取り結果に基づき当該載置領域の種別を特定してもよい。
以上説明したように、本実施形態に係る管理システム1において、情報処理装置100は、取得手段と、認識手段とを備える。取得手段は、保持部により物品を保持した状態で移動可能に構成された運搬装置の、当該保持部の少なくとも一部の周囲の状態の検知結果に応じた状態情報を取得する。認識手段は、上記状態情報に基づき、上記運搬装置により運搬された上記物品が載置された載置領域に対する、当該物品の載置状態を認識する。以上のような構成により、本実施形態に係る管理システム1に依れば、運搬対象となる物品や当該物品が載置される棚等の載置領域に対してセンサ等を設けなくとも、当該載置領域に対する当該物品の載置状態を認識することが可能となる。すなわち、本実施形態に係る管理システム1に依れば、荷役作業の管理をより低いコストで実現することが可能となる。
また、本実施形態に係る管理システム1に依れば、必ずしもセンサ等を利用する必要が無いため、センサの動作が制限されるような環境下においても、所望の載置領域に対する物品の載置状態を認識することが可能となる。
具体的には、撮像画像に対して画像解析を施すことで、載置された物品(荷物等)のサイズを取得したり、倉庫内の棚に紐付けられた荷物の情報のうち、予め登録された当該荷物のサイズの情報を利用することで、当該棚において荷物が占める占有率を算出して荷役管理に利用するような場合がある。このような場合において、荷物が本来載置される領域からずれた状態で載置されると、デッドスペースが生じる等の影響により、事前に算出された占有率の通りに荷物を載置することが困難となる場合がある。本実施形態に係る管理システム1に依れば、このような現象の発生を未然に防止することが可能となる。
また、ずれの度合いが閾値より小さいために誤った載置状態にあると認識しない場合であっても、認識された載置状態に基づき、より正確な占有率を算出することが可能となる。これにより、例えば、それぞれの載置領域について算出された占有率や各運搬装置の状態に基づいて、各運搬装置に対してより適切な作業指示を行うことが可能となる。
100 情報処理装置
101 通信部
102 認識部
103 管理部
104 記憶部
105 出力部
190 運搬装置
191 保持部
192 支持部
193 情報収集ユニット
194 検知部
195 位置情報取得部
196 通信部
Claims (16)
- 保持部により物品を保持した状態で移動可能に構成された運搬装置の、当該保持部の少なくとも一部の周囲の状態の検知結果に応じた状態情報を取得する取得手段と、
前記状態情報に基づき、前記運搬装置により運搬された前記物品が載置された載置領域に対する、当該物品の載置状態を認識する認識手段と、
運搬の対象となる1以上の物品それぞれについて、前記認識の結果に基づき、当該1以上の物品それぞれの前記載置状態を管理する管理手段と、
を備え、
前記管理手段は、前記載置状態の認識結果に応じた情報を時系列に沿って管理する、
情報処理装置。 - 前記認識手段は、前記載置状態として、少なくとも、前記載置領域と前記物品との間の位置及び姿勢のうち少なくいずれかの関係を認識する、請求項1に記載の情報処理装置。
- 前記認識手段は、前記載置状態として、少なくとも、前記載置領域に対する、当該載置領域に載置された前記物品の位置及び姿勢のうちの少なくともいずれかのずれを認識し、
前記管理手段は、前記ずれの認識結果に応じて、所定の出力手段に報知情報を報知させる、
請求項2に記載の情報処理装置。 - 前記管理手段は、認識された前記ずれの量が閾値を超えた場合に、前記出力手段に前記報知情報を報知させる、請求項3に記載の情報処理装置。
- 前記管理手段は、前記物品の種別に応じて前記閾値を制御する、請求項4に記載の情報処理装置。
- 前記管理手段は、前記載置領域に応じて前記閾値を制御する、請求項4または5に記載の情報処理装置。
- 前記管理手段は、前記載置状態の認識結果に基づき、前記載置領域を前記物品が占める占有率を算出する、請求項1~6のいずれか1項に記載の情報処理装置。
- 前記状態情報は、前記保持部により前記物品が保持された状態において、当該物品の少なくとも一部と、当該物品の少なくとも一部の周囲の領域と、を含むように設定された領域の状態の検知結果に応じた情報である、
請求項1~7のいずれか1項に記載の情報処理装置。 - 前記状態情報は、前記載置領域に対して前記保持部に保持された前記物品の積み下ろしが行われた後に取得された、当該保持部の少なくとも一部の周囲に位置する当該物品の少なくとも一部と、当該物品の少なくとも一部の周囲の領域と、の状態の検知結果に応じた情報である、請求項8に記載の情報処理装置。
- 前記状態情報は、前記保持部により保持された状態で前記載置領域に運搬された前記物品が、当該載置領域に対して積み下ろしが行われる前に取得された、当該物品の少なくとも一部と、当該物品の少なくとも一部の周囲の領域と、の状態の検知結果に応じた情報である、請求項8に記載の情報処理装置。
- 前記状態情報は、前記保持部に対して所定の位置関係となるように支持された検知部による、当該保持部の少なくとも一部の周囲の状態の検知結果に応じた情報である、請求項1~10のいずれか1項に記載の情報処理装置。
- 前記検知部は、撮像部であり、
前記状態情報は、前記撮像部により撮像された画像であり、
前記撮像部は、前記保持部により前記物品が保持された状態における、当該物品の少なくとも一部と、当該物品の少なくとも一部の周囲の領域と、を含む領域が画角内に収まるように支持される、
請求項11に記載の情報処理装置。 - 前記運搬装置は、フォークリフトであり、
前記保持部は、前記フォークリフトが備えるフォークである、
請求項1~12のいずれか1項に記載の情報処理装置。 - 前記認識手段は、前記載置領域に載置された前記物品の周囲に載置された他の物品の載置状態を認識する、請求項1~13のいずれか1項に記載の情報処理装置。
- 情報処理装置が実行する情報処理方法であって、
保持部により物品を保持した状態で移動可能に構成された運搬装置の、当該保持部の少なくとも一部の周囲の状態の検知結果に応じた状態情報を取得する取得ステップと、
前記状態情報に基づき、前記運搬装置により運搬された前記物品が載置された載置領域に対する、当該物品の載置状態を認識する認識ステップと、
運搬の対象となる1以上の物品それぞれについて、前記認識の結果に基づき、当該1以上の物品それぞれの前記載置状態を管理する管理ステップと、
を含み、
前記管理ステップは、前記載置状態の認識結果に応じた情報を時系列に沿って管理する、
情報処理方法。 - コンピュータに、
保持部により物品を保持した状態で移動可能に構成された運搬装置の、当該保持部の少なくとも一部の周囲の状態の検知結果に応じた状態情報を取得する取得ステップと、
前記状態情報に基づき、前記運搬装置により運搬された前記物品が載置された載置領域に対する、当該物品の載置状態を認識する認識ステップと、
運搬の対象となる1以上の物品それぞれについて、前記認識の結果に基づき、当該1以上の物品それぞれの前記載置状態を管理する管理ステップと、
を実行させ、
前記管理ステップは、前記載置状態の認識結果に応じた情報を時系列に沿って管理する、
プログラム。
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