JPH02239029A - 梱包済箱体表面の位置検出方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、例えば多関節アームロボット等を用いて梱包
済箱体を移動させる際に必要となる梱包済箱体表面の特
定位置の検出を、簡単且つ正確に行なうことができる梱
包済箱体表面の位置検出方法に関する。

〔従来の技術〕

例えば、自動化倉庫においては床上に積段された梱包済
箱体を所定位置へ荷降ろしする作業が存在するが、従来
、この作業はほとんど手作業に頼っている．梱包済箱体
は倉庫の空間効率を高める為に何層にも縦積みされる為
、荷降ろし作業は危険且つ重労働であり、該作業の自動
化が希求されている。このような要望に対応して自動荷
降ろし装置の開発が行われており、例えば積段された梱
包済箱体の山に衝撃を与えて積段状態を崩し７、落下す
る箱体を傾斜案内路を通して所定位置まご移送するもの
などが存在する。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、このような装置では、箱体が破損するば
かりか箱内の商品も｛貝傷を受けるおそれがあり、同装
置は限られた商品にしか適用できない問題がある。そこ
で他の荷降ろし力法としてアーム先端に吸着手段や把持
手段を設けた多関節アームロボントを構成し、アームを
移動させて各箱体を把持若しくは吸着することにより、
箱体を１個ずつ荷降ろしする方法が考えられるが、一Ｃ
に荷積みは人手によって行われる上に作業には迅速性が
要求されることから、荷積み位置にはズレがあるのが普
通であり、したがって箱体を個別に取出すには、取出し
対象の箱体位置を認識した−１−で、吸着位置や把持位
置を正確に算出することが必要となる。そして箱体位置
を認識するには、箱体の縁部を認識する必要があるが、
同色の箱体が高さ方向及び水平方向に隣接配置されてい
る状態下では、箱の縁部を検出することは困難であり、
これら理由から多関節アームロボットを用いた荷降ろし
装置はいまだ実現されていないのが現状である。

本発明はかかる現況に鑑みこなされたちのごあり、吸着
位置等の箱体表面」Ｌの特定位置の検出が簡単に行える
方法を提供することを目的とし、加えて新たな手間や労
力が不要で検出に要する時間も極めて短い梱包済箱体表
面の位置検出方法を提供せんとするものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明考は上記課題を解決する為の手段とし２て梱包用
箱体の開閉蓋を封止する為に用いられる粘着テー・ブの
一部又は全部を位置検出用の目印として用いることを着
想した．即ち、従来、外観トの理由から箱体と同色系に
して目立たないように配慮されてきた粘着テープに逆に
箱体から峻別できる色彩や材質を有するものを用いるこ
とにより、該粘着テープを目印にして箱体表面の特定位
置を検出せんとするものである．このような本発明の要
旨は、開閉蓋の側縁を粘着テープで封止する梱包用箱体
の封止用粘着テープの一部若しくは全部に、視覚手段か
ら見たときに当該粘着テープの存在が箱体本体と峻別で
きるような色彩又は材質を有するものを用いてこれを目
印となし、当該箱体表面を視覚手段で撮像するとともに
、得られた撮像画像中の前記目印用粘着テープの存在位
置を基準にして箱体表面の特定位置を検出し７てなるこ
とを特徴とする点にある。

対象となる梱包用箱体としては上面両開きの段ボール箱
が最も一般的であり、この場合箱体上面において粘着テ
ープを貼着すべき封止箇所は、両短辺と巾方向中心線上
であって略Ｈ字型に存在するが、目印用粘着テープは、
このうち巾方向中心線［−だけに用いることが好ましい
。又、隣接する梱包用箱体との境界が識別できるならば
略ＩＩ字型に貼着される全ての粘着テープに目印用粘着
テープを用いることもできる。

更に、本来の封止箇所以外にも［１印用粘着テブを補助
的に貼ることで、特定位置の検出を−・層容易にしたり
、付加的情報の伝達を行なうこと等も採用される。

〔作　用〕

このような位置検出力法では梱包用箱体の開閉蓋を封止
する作業を行なう際に、粘着テープの−部又は全部に視
覚手段によっ゛ζ峻別できる特定の粘着テープを用いる
だけでよい。目印用粘着テープを貼着する箇所は同時に
封止箇所でもあるから、箱体表面に目印を付す作業と開
閉蓋を封止ずる作業とは同時に行うことができ、］」印
を付すに際して新たな手間は要しない。

封止後の箱体表面の特定位置を検出するには、適宜な視
覚手段で箱体表面を撮像し７、撮像画像中に存在する目
印用粘着テープの存在位置を基準にして行なう。目印用
粘着テープは封止用粘着テープを兼ねている為、箱体表
面における目印用粘着テープの存在位置はズレることは
ない。したかー，て、検知しようとする特定位置と目印
用粘着テープとの位置関係を予め設定しておけば、撮像
画像中の目印用粘着テープを基準にして箱体表面の特定
位置は簡単に求めることができる。特に箱体として段ボ
ール箱を用い、該段ボール箱上面に存４〜ずる略｝１字
型の封正箇所のうら、＋ｊ＋方向中心綿のみに目印用粘
着デーブを用い、該ＬＩ印用粘着テープを貼着Ｌ５た後
、両短辺に従来通りの粘着テープを貼着し，たときには
、目印用粘着テープの両端は従来の粘着テープにより区
切られることになるから、箱体が隣接していても個々の
箱体を区別することができる。

又、段ボール箱上面の略Ｈ字型の封正箇所の全”ζに目
印用粘着テープを用いたときには、隣接する箱体との境
界認識がやや困難とはなるものの、この場合短辺に位置
ずる粘着テープと１１１方向中心線に位置する粘着テー
プの長さを計測することで箱体Ｌ面積を算出することが
可能となるので各種大きさの箱体が混在している場合で
も各箱体に対応した特定位置を検出することができる。

更に、本来の封止箇所に加えて封止箇所以外に補助的に
目印用粘着テープを貼ったときには、該補助テープの色
彩や形状、更には貼着位置を丁人ずることで各種情報を
伝達することもできる。

（実施例〕 次に本発明の詳細を図例の実施例に基づいて説明する。

第１図は本発明方法を利用した荷降ろし装置の一実施例
を示す説明図である。図中１は段ボール箱２．２・・・
を積段した山であり、荷降ろしロボッｌ−　Ａは多関節
アーム３の先端に取付けた吸引装置４により各段ボール
箱２を１個ずつ持らＹ・げて、該荷陣ろしロボッ１・八
をはさんで反対側に設置された移送コンベアＢｌに移動
させる作業を行なうものである。多関節アーム３の位置
決めには、山１の上方に配置された視覚千段５によって
得られる画像情報を用い、該画像情報を画像処理装置６
によって解析処理することで行なう。視覚手段とし，ζ
は撮像管は勿論のこと−９。次元固体撮像素了や−次元
固体撮像素了等を用いることができる。

移送する段ボール箱２としては第２図（イ）に示す如く
、上面両開きのものが最も−Ｍ的であり、この段ボール
箱２の開閉蓋７．７の封止は通常第２図（口）に示すよ
うに、開閉Ｍ７，７の遊端縁８，８が接合する部分であ
る巾方向中心線９に粘着テーブ１０を貼着した後、短辺
１１，　１１に粘着テープ１２．　１２を貼着し、全体
として略Ｉ｛字型に粘着テープを貼着している。本実施
例では第３図に示す如く、これら貼着箇所のうちｌ１方
向中心線部分に短辺１．１．　１１を封止ずる粘着テー
プ１２．１２とは異色の目印用粘着テーブ１３を貼着し
ている。目印用粘着テープ１３は、視覚千段５から見た
ときに、その存在が段ボール箱本体と峻別できるもので
あればよく、例えば本実施例では、無着色の段ボール箱
とのコントラストが明確となるよう黒色を用いたが、他
の色の粘着テープを用いることも任意である。又、目印
用粘着テーブ１３は、紫外線を照射すると蛍光色を発す
るもの等も採用でき、この場合視覚手段による撮像に可
視光線は不要となるので暗室等での処理が必須となる商
品も取扱うことができる。更に、目印用粘着テーブＩ３
に視覚手段により識別容易な模様を設けーどもよい。

このような目印用粘着テープが貼着された段ボール上面
における吸着位置の検出は、次のようにして行なわれる
。第４図（イ）は積段状態の梱包用箱体上面の撮像画像
である。各箱体２の短辺１１，１１．・・・上には通常
の粘着テープが貼着され、［１１方向中心線七には目印
用粘着テープ１３．　１３，・・・が貼着されている。

第４図（１コ）は、前記撮像画像を画像処理して目印用
粘着テーブ１３の存在位置のみを抽出した画像であり、
目印用粘着テープの存在位置は、線状パターンｌ４で表
現される。目印用粘着テーブ１３は箱本体と異色である
為、目印用粘着テープＪ３の存在位置の抽出は容易であ
り、例えば視覚手段５前面に目印用粘着テーブ１３の色
彩のみを透過させるフィルターを配置することや、撮像
両像を濃度を基準にし，て二値化処理することで容易に
箱体と峻別できる。線状パターン１４は個々の箱体毎に
認識される必要があるが、本実施例では目印用粘着テー
ブ１３の両端には、普通の粘着テーブ１２が存在して隣
接する線状パターン１４を分断している為、各線状パタ
ーン１４の認識は容易である。

吸着位置１５．　１５．・・・は第５図に示す如く線状
パターン１４の両側に予め設定されており、画像内にお
ける線状パターン１４の存在位置検出することにより自
動的に算出される。線状パターン１４の認識は例えば、
線状パターン１４の中心位置Ｐを求めるとともに画像中
の水平線１６となす角度θを求めることで行なわれる。

したがって第６図に示す如く、各箱体が整列状態にない
場合においても、各箱体の吸着位置を確実に検出するこ
とができる。

そして、線状パターンｌ４は形状が単純である為、中心
位置及び傾斜角度の算出は容易であり、演算の高速処理
が可能であるとともに、使用する装置も汎用マイクロコ
ンピューターで充分である。そして箱体上面であれば全
ゆる位置の検出が可能であるから、例えば線状パターン
側部に梱包商品の種類を表わす文字や記号を付すことに
すれば、箱体の荷降ろしのみならず仕分け等も可能とな
る。

面、本実施例では積段された箱体の１−、方に視覚手段
５を固定配置して積段された全箱体を一括撮像ずること
としたが、視覚手段は、多関節アーム３先端に取付けて
各箱体を個別に撮像してもよい。

この場合は視野を広くとる必要はないので線状パターン
ｌ４の高精度な認識が可能となって位置決め精度が向−
トする。

第７図（イ）は、目印用粘着テーブエ３を略｝１字型の
封止箇所の全てに貼着した場合である。この場合、画像
処理後の画像は、第７図（口）に示す如く、隣接する箱
体の短辺同士が一体的に表示される為、各箱体の区別に
はやや複雑な処理を要するものの、箱体の［１１と長さ
を同時に検出することができるので、種々の大きさの箱
体が混在している場合でも個々の箱体に最適な吸着位置
の検出が可能となる。本発明は開閉蓋の封止箇所に用い
る粘着テープの一部又は全部を目印用粘着テープと置き
換えることを要旨とするから、目印用粘着テ−プの貼着
位置は上記したものに限定されず、貼着位置は箱体の種
類に応じて適宜設定される。

又、第８図に示す如く、箱体上面における本来の封止箇
所以外の位置にも目印用粘着テープ１．３ａを補助的に
貼着して商品情報等を伝達することもできる。

以上のように本発明にかかる梱包済箱体表面の位置検出
方法を荷降ろし作業に応用した前記実施例は、上面両開
きの梱包用箱体の開閉苫を封止ずる略Ｈ字型の封止箇所
のうち、巾方向中央線を封止する粘着テープに両短辺を
封止する粘着テープと異色であって且つ箱本体とも異色
である目印用粘着テープを用い、箱体上面を視覚手段で
撮像するとともに、撮像画像中に存在する目印用粘着テ
ープの存在位置を基準にして箱体表面の吸着位置を検出
することとしたから、箱体への吸引装置の正確な位置づ
けが可能となって、荷降ろし作業を多関節アームロポッ
トを用いて自動化することができるようになり、荷降ろ
し作業が高速化するとともに、荷降ろし作業に伴う危険
性もなくすことができる。

そして目印用粘着テープは箱本体及び両短辺の粘着テー
プと異色である為、存在位置の検出は容易であり、且つ
隣接する箱体相互間の区分も容易にできる。しかも、目
印用粘着テープの撮像を画像処理して得られる線状パタ
ーンは形状が単純である為、中心位置、及び傾斜角度の
算出は容易で高速処理することができるトに、画像処理
に要する装置も汎用マイクロコンピューターで充分であ
る。又、箱体としては従来の汎用品をはじめ全ゆる箱体
に利用でき、一方粘着テープも箱体との境界が視覚手段
によって識別できるものであれば、市販の粘着テープ等
も利用できるので本方法を実施するにあたってコストア
ップを招くこともない。

又、目印用粘着テープは箱体巾方向中心線の封止を兼ね
ているので、貼着に際して新たな手間を要しない上に仮
に該粘着テープが所定位置からズレて貼着された場合は
、開閉蓋の閉止力１不完全となる為、貼着位置のズレは
あり得ない。

尚、上記実施例では、梱包用箱体として上面両開きの段
ボール箱を用いたが、箱体は開閉蓋を粘着テープで封止
するものであれば他のものにも適用でき、例えば片開き
の段ボール箱や板紙製箱体にも適用できる。

又、上記実施例では荷降ろし作業に応用した場合につい
てのみ述べたが、本方法は他作業への応用も可能で、例
えば荷降ろし作業とは逆に個別に移送されてくる箱体を
整然と配置しながら積上げる作業等にも応用できる。こ
の場合、積トげは各箱体を所定位置に正確に配置しなが
ら行なわれるので、従来の積上げ作業のように定朋的に
箱体の側部を叩いて各箱体を整列させる必要はなくなり
、積上げ作業が高速化するとともに箱体の損傷もなくな
る。

又、本方法は多段の棚上に分類配置された箱大商品や箱
入部品をビッキングする作業にも応用できる。この場合
、箱体表面の所定位置には内容物に関する情報を付して
おくことが好ましい。

［発明の効果］ 本発明にかかる梱包済箱体表向の位置検出方法は、梱包
用箱体の開閉蓋を封止する為に使用する粘着テープの一
部若しくは全部に、視覚手段から見たときに、当該粘着
テープの存在が箱本体と峻別できるような色彩又は材質
を有する目印用粘着テープを用い、該当箱体表面を視覚
手段で１最像するとともに得られた撮像画像中の前記目
印用粘着テープの存在位置を基準にして箱体表面の特定
位置を検出してなるので、従゜来困難であった箱体表面
の特定位置の検出が可能となって、梱包済箱体の移動作
業等を自動化することができるようになる。そし２て、
本方法は粘着テープの一部又は全部を目印用粘着テープ
と置き換えるものであるから、本方法を採用するにあた
って特別な箱体や特殊な粘着テープを必要とせず、従来
の汎用箱体や市販の粘着テープがそのまま利用できる。

しかも、目印用粘着テープの粘着箇所は、開閉蓋の封止
箇所でもあるから、開閉蓋の封止作業と目印を付す作業
とが同時に行なえる。そして仮に貼着位置がズレても、
そのときは開閉蓋の封止が不充分となって目視により確
認することができる為、目印用粘着テーブの貼着位置が
ズレることはあり得ない。

又、箱体として上面両開きの段ボール箱を用い、該段ボ
ール箱の上面の略■］字形貼着箇所のうら、巾方向中心
線部分にのみ目印用粘着テープを用いたときには、該目
印用粘着テープの両端には従来の粘着テープが目印用粘
着テープと直交状態で重ね貼りされているので、隣接す
る箱体相互の境界のＬ３識は容易である。又、画像処理
後の映像は直線状である為、中心位置や傾斜角度の検出
が容易であり、高速演算が可能であるとともに使用する
装置も汎用マイクロコンピュータ程度で充分である。

更に、略ＩＩ字形の封止箇所の全てに目印用粘着テープ
を用いたときには、箱体の巾と長さを同時に検出するこ
とができるので箱体上面の面積を認識することが可能と
なって、例えば各種サイズの箱体が混在している場合で
も、各箱体に応じた特定位置を検出することができる。

又、本来の封正箇所以外にも目印用粘着テープを補助的
に貼着したときには、該補助テープの形状、色彩又は貼
着位置に各種情報を含ませることで、箱体の仕分けや箱
体の種類別計数も司能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を荷降ろし装置に応用した場合の全体構
造を示す説明図、第２図（イ）は開閉蓋を開放した段ボ
ール箱の説明図、第２図（口）は開閉蓋を封止した段ボ
ール箱の説明図、第３図は積みトげた段ボール箱を上方
から撮像したときの撮像画像、第４図は第３図で示され
る撮像画像を画像処理して目印用粘着テープの存在位置
を抽出した撮像画像、第５図は各箱体上の線状パターン
を示す説明図、第６図は乱雑に積み上げられた段ボール
箱を上方から撮像したときの撮像画像、第７図（イ）（
口）、第８図は目印用粘着テープの他の貼着態様の説明
図である。 Ａコ荷降ろしロボット、 Ｂ：移送コンベア、 １：山、　　　　　　　２：段ボール箱、３：多関節ア
ーム、　４：吸引装置、 ５：視覚手段、　　　　６：画像処理装置、７；開閉蓋
、　　　　８：遊端縁、 ９：巾方向中心線、　１０：粘着テープ、１１：短辺、
　　　　　１２：粘着テープ、１３，１．３ａ二目印用
粘着テープ、 ｌ４：線状パターン、　１５：吸着位置、１６：水平線
。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）開閉蓋の側縁を粘着テープで封止する梱包用箱体の
   封止用粘着テープの一部若しくは全部に、視覚手段から
   見たときに当該粘着テープの存在が箱体本体と峻別でき
   るような色彩又は材質を有するものを用いてこれを目印
   となし、当該箱体表面を視覚手段で撮像するとともに、
   得られた撮像画像中の前記目印用粘着テープの存在位置
   を基準にして箱体表面の特定位置を検出してなる梱包済
   箱体表面の位置検出方法。 ２）上面両開きの段ボール箱上面における両短辺部分と
   巾方向中心線部分とからなる略Ｈ字型の封止箇所のうち
   、巾方向中心線部分に目印用粘着テープを用いてなる前
   記特許請求の範囲第１項記載の梱包済箱体表面の位置検
   出方法。 ３）上面両開きの段ボール箱上面における両短辺部分と
   巾方向中心線部分とからなる略Ｈ字型の封止箇所の全て
   に目印用粘着テープを用いてなる前記特許請求の範囲第
   １項記載の梱包済箱体表面の位置検出方法。 ４）本来の封止箇所以外にも目印用粘着テープを補助的
   に貼着してなる前記特許請求の範囲第１項又は第２項又
   は第３項記載の梱包済箱体表面の位置検出方法。 ５）目印用粘着テープとしては、箱本体の地色と異色の
   ものを用いてなる前記特許請求の範 囲第１項、第２項、第３項又は第４項記載の梱包済箱体
   表面の位置検出方法。