JPH0699046B2 - 梱包済箱体表面の位置検出方法 - Google Patents

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、落下す
る箱体を傾斜案内路を通して所定位置まで移送するもの
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損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
他の荷降ろし方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ットを構成し、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、一般に
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上で、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てなされたものであり、吸着
位置等の箱体表面上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〕

本発明者は上記課題を解決する為の手段として梱包用箱
体の開閉蓋を封止する為に用いられる粘着テープの一部
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、外観上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上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
Ｈ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目印用粘着テープを補助
的に貼ることで、特定位置の検出を一層容易にしたり、
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方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、粘着テープの一部又は全部に視
覚手段によって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
蓋を封止する作業とは同時に行うことができ、目印を付
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、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。したがって、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在する略Ｈ字型の封止
箇所のうち、巾方向中心線のみに目印用粘着テープを用
い、該目印用粘着テープを貼着した後、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字型の封止箇所の全てに目印
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す
る粘着テープと巾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上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てきる。

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、更には貼着位置を工夫す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、荷降ろしロボット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
ずつ持ち上げて、該荷降ろしロボットＡをはさんで反対
側に設置された移送コンベアＢ上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手段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。視覚手段としては撮像管は勿論の
こと二次元固体撮像素子や一次元固体撮像素子等を用い
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一般的であり、この段ボー
ル箱２の開閉蓋7,7の封止は通常第２図（ロ）に示すよ
うに、開閉蓋7,7の遊端縁8,8が接合する部分である巾方
向中心線９に粘着テープ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Ｈ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巾方向中心線部分に短辺11,1
1を封止する粘着テープ12,12とは異色の目印用粘着テー
プ13を貼着している。目印用粘着テープ13は、視覚手段
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、目印用粘着テープ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
テープ13は視覚手段により識別容易な模様を設けてもよ
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、巾方向中心線上には目印用粘着テープ
13,13,…が貼着されている。第４図（ロ）は、前記撮像
画像を画像処理して目印用粘着テープ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14で表現される。目印用粘着テープ13
は箱本体と異色である為、目印用粘着テープ13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
粘着テープ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、撮像画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
印用粘着テープ13の両端には、普通の粘着テープ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14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。

尚、本実施例では積段された箱体の上方に視覚手段５を
固定配置して積段された全箱体を一括撮像することとし
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14の高精度な認識が可能と
なって位置決め精度が向上する。

第７図（イ）は、目印用粘着テープ13を略Ｈ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（ロ）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、箱体の巾と長さを同時に
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、目印用粘着テープの貼着位置は上
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13a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蓋を封止する略Ｈ字型の封止箇所
のうち、巾方向中心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ボッ
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上に、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、開閉蓋の閉止が不完全となる為、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、積上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期的に
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入商品や箱
入部品をピ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面の位置検出方法は、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、目印用粘着テープの貼着位置がズレ
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Ｈ字形貼着箇所のうち、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
箱体相互の境界の認識は容易である。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Ｈ字型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、本来の封止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
体の種類別計数も可能となる。

【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（ロ）は開閉蓋を封止した段ボ
ール箱の説明図、第３図は積み上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）
（ロ）、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: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、 13,13a:目印用粘着テープ、 14:線状パターン、15:吸着位置、 16:水平線。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項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. 【請求項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. 【請求項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. 【請求項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. 【請求項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。