JPH08304025A - 矩形荷物の位置計測方法 - Google Patents
矩形荷物の位置計測方法Info
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- JPH08304025A JPH08304025A JP10885395A JP10885395A JPH08304025A JP H08304025 A JPH08304025 A JP H08304025A JP 10885395 A JP10885395 A JP 10885395A JP 10885395 A JP10885395 A JP 10885395A JP H08304025 A JPH08304025 A JP H08304025A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 パレットに積載された矩形の荷物の三次元位
置計測のために、比較的簡素な装置構成と計測手法に
て、害乱光に影響されにくく、短時間で精度の良い確実
な計測を行うことが可能な位置計測装置を提供すること
を目的とする。 【構成】 パレット１１ａ、１１ｂに積載された矩形の
荷物１３を取出すハンドリング装置１において、線状の
光を照射する少なくとも１台以上のスリット光照射装置
６と、スリット光の波長域のみを透過するフィルタ７
と、そのフィルタを介してスリット光が照射された荷物
の二次元画像を撮像する撮像装置７と、撮像装置７によ
り撮像された画像から矩形荷物１３のハンドリング装置
１に対する三次元の相対位置と水平方向の回転角とを画
像演算装置９により計測する。
置計測のために、比較的簡素な装置構成と計測手法に
て、害乱光に影響されにくく、短時間で精度の良い確実
な計測を行うことが可能な位置計測装置を提供すること
を目的とする。 【構成】 パレット１１ａ、１１ｂに積載された矩形の
荷物１３を取出すハンドリング装置１において、線状の
光を照射する少なくとも１台以上のスリット光照射装置
６と、スリット光の波長域のみを透過するフィルタ７
と、そのフィルタを介してスリット光が照射された荷物
の二次元画像を撮像する撮像装置７と、撮像装置７によ
り撮像された画像から矩形荷物１３のハンドリング装置
１に対する三次元の相対位置と水平方向の回転角とを画
像演算装置９により計測する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、パレットに積載された
ダンボール箱のような矩形の荷物を掴み、荷降ろし作業
を行うハンドリング装置において、荷物の積載位置を計
測するための位置計測装置に関する。
ダンボール箱のような矩形の荷物を掴み、荷降ろし作業
を行うハンドリング装置において、荷物の積載位置を計
測するための位置計測装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】パレットに積載されたダンボール箱等の
矩形の荷物を、パレットから降ろしたり、別のパレット
に積み替えるための荷降ろし作業の自動化においては、
ロボットのようなハンドリング装置の利用が行われてき
た。一般に、パレットに積載されている荷物は、同一品
種・同一寸法のものが規定の配置でパレット上に積載さ
れており、予めハンドリング装置にパレット上の各荷物
の積載位置や積載方向を記憶させ、その情報によりハン
ドリング装置の動作制御を行なっている。しかし、パレ
ットに積載されている荷物は、途中の搬送過程による位
置ズレ、パレットのたわみ、また人手作業にてパレット
に積載する場合の積載位置のばらつき等により、規定位
置からの高さ・水平方向の並進ズレや水平方向の回転ズ
レにより、ハンドリング装置で荷物を掴み損ねたり、掴
めても別のパレットに積み替える際に精度良く積載でき
ないため、次の荷物を積載する場合に支障を来すことに
なる。
矩形の荷物を、パレットから降ろしたり、別のパレット
に積み替えるための荷降ろし作業の自動化においては、
ロボットのようなハンドリング装置の利用が行われてき
た。一般に、パレットに積載されている荷物は、同一品
種・同一寸法のものが規定の配置でパレット上に積載さ
れており、予めハンドリング装置にパレット上の各荷物
の積載位置や積載方向を記憶させ、その情報によりハン
ドリング装置の動作制御を行なっている。しかし、パレ
ットに積載されている荷物は、途中の搬送過程による位
置ズレ、パレットのたわみ、また人手作業にてパレット
に積載する場合の積載位置のばらつき等により、規定位
置からの高さ・水平方向の並進ズレや水平方向の回転ズ
レにより、ハンドリング装置で荷物を掴み損ねたり、掴
めても別のパレットに積み替える際に精度良く積載でき
ないため、次の荷物を積載する場合に支障を来すことに
なる。
【０００３】そこで、従来、荷物を掴む直前に荷物の位
置を計測して掴み位置を補正する方法として、特開平２
−３１０２１４号公報や特開平４−２４４３９１号公報
においては、高さ計測センサーによる高さ方向の計測
と、画像計測装置による水平方向の二次元計測とを組合
わせ、荷物の三次元位置を計測してパレットから取出す
ハンドリングロボットが示されている。しかしながら、
これらの計測方法では、高さ計測と二次元計測を別々の
装置構成で行うために制御が複雑であり、画像計測によ
る二次元計測では荷物の輪郭線による計測やパターンマ
ッチング等の手法を用いるために、荷物上面の絵柄によ
り誤検出の恐れがある上に、演算が複雑なために処理時
間も長いものとなっている。また、撮像装置はパレット
全体の広い視野を撮像しているために計測精度が低く、
撮像のために照明装置を施しているものの、太陽光の影
響で昼夜を通して荷物の照度が変化するために安定した
画像が得られないという問題がある。さらに、撮像装置
や照明装置はスタンドに固定して設置しているために、
パレットが供給されるステーションが複数必要な場合は
ステーション毎に撮像装置とスタンドが必要となり不経
済なものとなる。
置を計測して掴み位置を補正する方法として、特開平２
−３１０２１４号公報や特開平４−２４４３９１号公報
においては、高さ計測センサーによる高さ方向の計測
と、画像計測装置による水平方向の二次元計測とを組合
わせ、荷物の三次元位置を計測してパレットから取出す
ハンドリングロボットが示されている。しかしながら、
これらの計測方法では、高さ計測と二次元計測を別々の
装置構成で行うために制御が複雑であり、画像計測によ
る二次元計測では荷物の輪郭線による計測やパターンマ
ッチング等の手法を用いるために、荷物上面の絵柄によ
り誤検出の恐れがある上に、演算が複雑なために処理時
間も長いものとなっている。また、撮像装置はパレット
全体の広い視野を撮像しているために計測精度が低く、
撮像のために照明装置を施しているものの、太陽光の影
響で昼夜を通して荷物の照度が変化するために安定した
画像が得られないという問題がある。さらに、撮像装置
や照明装置はスタンドに固定して設置しているために、
パレットが供給されるステーションが複数必要な場合は
ステーション毎に撮像装置とスタンドが必要となり不経
済なものとなる。
【０００４】その他の従来技術として、特開平６−２４
１７１９号公報ではスリット光を物品に照射したものを
撮像し、物品の寸法情報を用いて物品の位置を計測する
装置が述ベられているが、この方法では物品の水平方向
の位置しか検出しないので、物品の高さ方向の位置が物
品のつぶれやパレットのたわみ等により規定位置からず
れている場合には、そのズレ量に比例して水平方向の計
測誤差が発生する。また、物品の高さ位置を計測できな
いので、パレット上の積載数が正規の数と異なる場合の
荷物の取り出しにおいて、ハンドリング装置が物品に衝
突して、物品やハンドリング装置を損傷する恐れがあ
る。
１７１９号公報ではスリット光を物品に照射したものを
撮像し、物品の寸法情報を用いて物品の位置を計測する
装置が述ベられているが、この方法では物品の水平方向
の位置しか検出しないので、物品の高さ方向の位置が物
品のつぶれやパレットのたわみ等により規定位置からず
れている場合には、そのズレ量に比例して水平方向の計
測誤差が発生する。また、物品の高さ位置を計測できな
いので、パレット上の積載数が正規の数と異なる場合の
荷物の取り出しにおいて、ハンドリング装置が物品に衝
突して、物品やハンドリング装置を損傷する恐れがあ
る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、パレットに
積載された矩形の荷物の三次元位置計測のために、比較
的簡素な装置構成と計測手法にて、害乱光に影響されに
くく、短時間で精度の良い確実な計測を行い、かつパレ
ットに積載されている荷物の寸法および数量を検査する
ことが可能な位置計測装置を提供することを課題とす
る。
積載された矩形の荷物の三次元位置計測のために、比較
的簡素な装置構成と計測手法にて、害乱光に影響されに
くく、短時間で精度の良い確実な計測を行い、かつパレ
ットに積載されている荷物の寸法および数量を検査する
ことが可能な位置計測装置を提供することを課題とす
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明による位置計測方
法は、パレットに積載された矩形の荷物を取出すハンド
リング装置に、スリット光を荷物に照射する少なくとも
１台以上のスリット光照射装置と、スリット光照射装置
の上方にあって、該スリット光の波長域のみを透過する
フィルタを介して該スリット光が照射された荷物の二次
元画像を撮像する撮像装置とを設けている。
法は、パレットに積載された矩形の荷物を取出すハンド
リング装置に、スリット光を荷物に照射する少なくとも
１台以上のスリット光照射装置と、スリット光照射装置
の上方にあって、該スリット光の波長域のみを透過する
フィルタを介して該スリット光が照射された荷物の二次
元画像を撮像する撮像装置とを設けている。
【０００７】撮像した二次元画像を画像演算装置に記憶
し、二次元画像におけるスリット光の撮像位置と荷物上
面輪郭部におけるスリット光の途切れ位置から、三角測
量にもとづく荷物のハンドリング装置に対する高さ方向
および水平方向の位置すなわち三次元位置と、水平方向
の回転角とを計測し、ハンドリング装置に荷物の三次元
位置と水平方向の回転角の情報を与える機能を有してい
る。
し、二次元画像におけるスリット光の撮像位置と荷物上
面輪郭部におけるスリット光の途切れ位置から、三角測
量にもとづく荷物のハンドリング装置に対する高さ方向
および水平方向の位置すなわち三次元位置と、水平方向
の回転角とを計測し、ハンドリング装置に荷物の三次元
位置と水平方向の回転角の情報を与える機能を有してい
る。
【０００８】
【作用】少なくともｌ台以上のスリット光照射装置によ
り荷物に照射されたスリット光を撮像装置にて撮像し、
画像演算装置にて検出した荷物上面におけるスリット光
の照射位置とスリット光の途切れ点から、荷物高さ位置
と水平方向の二次元位置の三次元位置計測、水平方向の
回転角、および荷物の寸法を同時に計測できる。この計
測において、撮像装置を取出す荷物の近くに移動させ荷
物の近傍を撮像しているので、分解能の高い画像が得ら
れ精度良い計測が可能となり、画像演算装置はスリット
光の波長域を透過するフィルタを通して得られたスリッ
ト光のみ検出すればよいので、荷物の絵柄や太陽光・室
内光に左右されず、簡単な演算のため計測処理時間が短
く、確実な計測を行うことができる。また、スリット光
照射装置と撮像装置はハンドリング装置に取付けられて
いるために取出すべきパレットの供給位置が数カ所あっ
ても一組のスリット光照射装置と撮像装置とにより計測
ができる。
り荷物に照射されたスリット光を撮像装置にて撮像し、
画像演算装置にて検出した荷物上面におけるスリット光
の照射位置とスリット光の途切れ点から、荷物高さ位置
と水平方向の二次元位置の三次元位置計測、水平方向の
回転角、および荷物の寸法を同時に計測できる。この計
測において、撮像装置を取出す荷物の近くに移動させ荷
物の近傍を撮像しているので、分解能の高い画像が得ら
れ精度良い計測が可能となり、画像演算装置はスリット
光の波長域を透過するフィルタを通して得られたスリッ
ト光のみ検出すればよいので、荷物の絵柄や太陽光・室
内光に左右されず、簡単な演算のため計測処理時間が短
く、確実な計測を行うことができる。また、スリット光
照射装置と撮像装置はハンドリング装置に取付けられて
いるために取出すべきパレットの供給位置が数カ所あっ
ても一組のスリット光照射装置と撮像装置とにより計測
ができる。
【０００９】
【実施例】図１は本発明における位置計測装置を含むハ
ンドリングシステムの装置構成を示したものである。ハ
ンドリングシステムは供給パレット４ａおよび４ｂから
荷物を必要な数量だけ取出して、出荷パレット５へ積替
え作業を行うものであり、ハンドリング動作を行うため
のハンド２を有するハンドリングロボットｌとそのロボ
ット制御装置３、位置計測装置としてハンド２に取付け
たスリット光照射装置６ａ、６ｂ、６ｃの３台とフィル
タ８を有する撮像装置７および画像演算装置９、供給パ
レットが搬入出されるパレットステーションｌｌａ、ｌ
ｌｂおよび出荷パレットが供給される出荷パレットステ
ーション１２、およびシステム全体を管理する統括制御
装置１０より構成される。
ンドリングシステムの装置構成を示したものである。ハ
ンドリングシステムは供給パレット４ａおよび４ｂから
荷物を必要な数量だけ取出して、出荷パレット５へ積替
え作業を行うものであり、ハンドリング動作を行うため
のハンド２を有するハンドリングロボットｌとそのロボ
ット制御装置３、位置計測装置としてハンド２に取付け
たスリット光照射装置６ａ、６ｂ、６ｃの３台とフィル
タ８を有する撮像装置７および画像演算装置９、供給パ
レットが搬入出されるパレットステーションｌｌａ、ｌ
ｌｂおよび出荷パレットが供給される出荷パレットステ
ーション１２、およびシステム全体を管理する統括制御
装置１０より構成される。
【００１０】図２はハンドリングシステム全体の処理フ
ローチャートを示したものである。供給パレットｌｌ
ａ、１１ｂの上には各パレット毎に同一品種・同一寸法
の矩形の荷物１３が規定の配置で積載されており、供給
パレット４ａ、４ｂ上の荷物１３の積載数と積載位置・
積載方向・寸法は統括制御装置１０により管理してい
る。
ローチャートを示したものである。供給パレットｌｌ
ａ、１１ｂの上には各パレット毎に同一品種・同一寸法
の矩形の荷物１３が規定の配置で積載されており、供給
パレット４ａ、４ｂ上の荷物１３の積載数と積載位置・
積載方向・寸法は統括制御装置１０により管理してい
る。
【００１１】供給パレット４ａ、４ｂが自動倉庫等（図
示せず）より供給パレットステーションｌｌａまたはｌ
ｌｂへ供給されると、ハンドリングロボットｌを取出す
べき荷物１３の上方に移動、停止させる。ここで、スリ
ット光照射装置６ａ、６ｂ、６ｃよりレーザースリット
光を荷物１３に照射して、撮像装置７にて撮像し、画像
演算装置９にて図３に示すようにハンドリングロボット
ｌの座標系（ｘ，ｙ，ｚ）における荷物１３の上面の三
次元位置Ｘ、Ｙ、Ｚと水平方向の回転角θを求める。次
に、画像演算装置９で求めたＸ、Ｙ、Ｚ、θ（以下、相
対位置座標と定義する）を統括制御装置１０に送り、統
括制御装置１０は荷物１３の取出し位置となる相対位置
座標と出荷パレット５上の積載位置座標とをロボット制
御装置３に伝送し、ハンドリングロボット１は荷物１３
の取出し・積付け動作を行う。これら一連の計測−ハン
ドリング作業を統括制御装置の指示に従い、荷物毎に繰
り返していく。
示せず）より供給パレットステーションｌｌａまたはｌ
ｌｂへ供給されると、ハンドリングロボットｌを取出す
べき荷物１３の上方に移動、停止させる。ここで、スリ
ット光照射装置６ａ、６ｂ、６ｃよりレーザースリット
光を荷物１３に照射して、撮像装置７にて撮像し、画像
演算装置９にて図３に示すようにハンドリングロボット
ｌの座標系（ｘ，ｙ，ｚ）における荷物１３の上面の三
次元位置Ｘ、Ｙ、Ｚと水平方向の回転角θを求める。次
に、画像演算装置９で求めたＸ、Ｙ、Ｚ、θ（以下、相
対位置座標と定義する）を統括制御装置１０に送り、統
括制御装置１０は荷物１３の取出し位置となる相対位置
座標と出荷パレット５上の積載位置座標とをロボット制
御装置３に伝送し、ハンドリングロボット１は荷物１３
の取出し・積付け動作を行う。これら一連の計測−ハン
ドリング作業を統括制御装置の指示に従い、荷物毎に繰
り返していく。
【００１２】次に、図４に示す計測装置の計測処理フロ
ーチャートにもとづき、相対位置座標Ｘ、Ｙ、Ｚ、θの
計測方法の詳紬について述べる。ハンドリングロボット
が取出すべき荷物の上方に移動した状態において、ハン
ド２に取付けられた３台のスリット光照射装置６ａ、６
ｂ、６ｃから３本のレーザースリット光を照射し、撮像
装置７はスリット光照射装置の上方に取付け、スリット
光照射装置から照射されるスリット光の波長域のみを透
過するフィルタ８を介して、直下方の荷物近傍を視野と
して撮像する。ここで、スリット光照射装置６ａは鉛直
方向で撮像装置７の画面に垂直な方向に、スリット光照
射装置６ｂは斜め方向から撮像装置７の画面に垂直な方
向に、スリット光照射装置６ｃは鉛直方向で撮像装置７
の画面に水平方向にスリット光が撮像されるように取り
付けており、図５に示すような荷物に対するスリット光
の照射状態が撮像される。撮像されたスリット像ｌ４
ａ、１４ｂ、１４ｃ（添字ａ、ｂ、ｃはスリット光照射
装置ａ、ｂ、ｃに対応）は、撮像装置７をスリット光照
射装置６ａ、６ｂ、６ｃの上方に取付けているので、荷
物１３と周囲の段差部や隣の荷物との隙間においてスリ
ット像の途切れ１５のある状態となり（図６）、また、
レーザー光の波長域のみを透過するフィルタにより室内
照明や太陽光等の外乱光に影響され難く、周囲とのコン
トラストの高いスリット像１４ａ、１４ｂ、１４ｃが得
られることになる。また、撮像装置７をハンドリングロ
ボットｌのハンド２に取付けており、ハンドリングロボ
ットｌを作動させ、撮像装置を荷物１３の直近に移動さ
せることにより、パレット全体を視野として撮像する必
要がなく荷物１３を大きく撮像することが可能なので、
精度の良い計測が行えることになる。
ーチャートにもとづき、相対位置座標Ｘ、Ｙ、Ｚ、θの
計測方法の詳紬について述べる。ハンドリングロボット
が取出すべき荷物の上方に移動した状態において、ハン
ド２に取付けられた３台のスリット光照射装置６ａ、６
ｂ、６ｃから３本のレーザースリット光を照射し、撮像
装置７はスリット光照射装置の上方に取付け、スリット
光照射装置から照射されるスリット光の波長域のみを透
過するフィルタ８を介して、直下方の荷物近傍を視野と
して撮像する。ここで、スリット光照射装置６ａは鉛直
方向で撮像装置７の画面に垂直な方向に、スリット光照
射装置６ｂは斜め方向から撮像装置７の画面に垂直な方
向に、スリット光照射装置６ｃは鉛直方向で撮像装置７
の画面に水平方向にスリット光が撮像されるように取り
付けており、図５に示すような荷物に対するスリット光
の照射状態が撮像される。撮像されたスリット像ｌ４
ａ、１４ｂ、１４ｃ（添字ａ、ｂ、ｃはスリット光照射
装置ａ、ｂ、ｃに対応）は、撮像装置７をスリット光照
射装置６ａ、６ｂ、６ｃの上方に取付けているので、荷
物１３と周囲の段差部や隣の荷物との隙間においてスリ
ット像の途切れ１５のある状態となり（図６）、また、
レーザー光の波長域のみを透過するフィルタにより室内
照明や太陽光等の外乱光に影響され難く、周囲とのコン
トラストの高いスリット像１４ａ、１４ｂ、１４ｃが得
られることになる。また、撮像装置７をハンドリングロ
ボットｌのハンド２に取付けており、ハンドリングロボ
ットｌを作動させ、撮像装置を荷物１３の直近に移動さ
せることにより、パレット全体を視野として撮像する必
要がなく荷物１３を大きく撮像することが可能なので、
精度の良い計測が行えることになる。
【００１３】このように撮像装置７にて得られた画像は
画像演算装置９に伝送され画像データとして記憶する。
次に、この画像データからスリット光の像のみを抽出す
るようにしきい値を設定して、２値化処理を施し２値画
像を得る。この２値画像から、画像演算装置９の座標系
（ｘ’，ｙ’）、におけるスリット光照射装置６ｂによ
り斜め方向から照射したスリット像１４ｂの位置Ｓｘと
スリット像１４ａ、１４ｂ、１４ｃの各途切れ点、すな
わち荷物１３上面の端点［Ａｘ，Ａｙ］、［Ｂｘ，Ｂ
ｙ］、［Ｃｘ，Ｃｙ］、［Ｄｘ，Ｄｙ］、［Ｅｘ，Ｅ
ｙ］、［Ｆｘ，Ｆｙ］とを抽出する。以下、これらの抽
出点から、荷物１３の相対位置座標Ｘ、Ｙ、Ｚ、θと幅
寸法Ｗ、長さ寸法Ｌとを算出する方法を述べる。
画像演算装置９に伝送され画像データとして記憶する。
次に、この画像データからスリット光の像のみを抽出す
るようにしきい値を設定して、２値化処理を施し２値画
像を得る。この２値画像から、画像演算装置９の座標系
（ｘ’，ｙ’）、におけるスリット光照射装置６ｂによ
り斜め方向から照射したスリット像１４ｂの位置Ｓｘと
スリット像１４ａ、１４ｂ、１４ｃの各途切れ点、すな
わち荷物１３上面の端点［Ａｘ，Ａｙ］、［Ｂｘ，Ｂ
ｙ］、［Ｃｘ，Ｃｙ］、［Ｄｘ，Ｄｙ］、［Ｅｘ，Ｅ
ｙ］、［Ｆｘ，Ｆｙ］とを抽出する。以下、これらの抽
出点から、荷物１３の相対位置座標Ｘ、Ｙ、Ｚ、θと幅
寸法Ｗ、長さ寸法Ｌとを算出する方法を述べる。
【００１４】＜高さ方向位置Ｚの算出＞先に求めたＳｘ
から、三角測量の原理を用いた次式により高さ方向位置
Ｚを算出できる。
から、三角測量の原理を用いた次式により高さ方向位置
Ｚを算出できる。
【００１５】Ｚ＝β／（Ｓｘ＋α） ここで、α、βは撮像装置７とスリット光照射装置６ｂ
との位置関係や撮像装置７の視野によって決まる定数で
あり、予め既知の高さ方向位置Ｚ1 、Ｚ2 で観測したス
リット像の位置Ｓｘ1 Ｎ、Ｓｘ2 により次式で設定して
おく。
との位置関係や撮像装置７の視野によって決まる定数で
あり、予め既知の高さ方向位置Ｚ1 、Ｚ2 で観測したス
リット像の位置Ｓｘ1 Ｎ、Ｓｘ2 により次式で設定して
おく。
【００１６】 α＝（Ｓ2 ・Ｓｘ2 −Ｓ1 ・Ｓｘ1 ）／（Ｚ1 −Ｚ2 ） β＝｛Ｓｘ1 ・Ｓｘ2 （Ｓｘ2 −Ｓｘ1 ）｝／（Ｚ1 −
Ｚ2 ） ＜水平方向回転角θの算出＞［Ａｘ，Ａｙ］、［Ｂｘ，
Ｂｙ］の中点［Ｇｘ，Ｇｙ］と、［Ｂｘ，Ｂｙ］、［Ｄ
ｘ，Ｄｙ］の中点［Ｈｘ，Ｈｙ］とを通る直線Ｌ3 の
Ｘ’軸に対する回転量（左回りを正）として、次式によ
り水平方向回転角θを算出できる。（図７参照） θ＝ｔａｎ-1｛（Ｈｙ−Ｇｙ）／（Ｈｘ−Ｇｘ）｝ Ｇｘ＝（Ａｘ＋Ｂｘ）／２ Ｇｙ＝（Ａｙ＋Ｂｙ）／２ Ｈｘ＝（Ｃｘ＋Ｃｘ）／２ Ｈｙ＝（Ｄｙ＋Ｄｙ）／２ ＜水平方向位置Ｘ、Ｙの算出＞直線Ｌ3 と点［Ｅｘ，Ｅ
ｙ］を通り直線Ｌ3 に直交する直線Ｌ1 との交点を［Ｉ
ｘ，Ｉｙ］、直線Ｌ3 と点［Ｆｘ，Ｆｙ］を通り直線Ｌ
3 と直交する直線Ｌ2との交点を［Ｊｘ，Ｊｙ］とする
と、荷物１３の中心座標［Ｑｘ，Ｑｙ］は次式により得
られる。
Ｚ2 ） ＜水平方向回転角θの算出＞［Ａｘ，Ａｙ］、［Ｂｘ，
Ｂｙ］の中点［Ｇｘ，Ｇｙ］と、［Ｂｘ，Ｂｙ］、［Ｄ
ｘ，Ｄｙ］の中点［Ｈｘ，Ｈｙ］とを通る直線Ｌ3 の
Ｘ’軸に対する回転量（左回りを正）として、次式によ
り水平方向回転角θを算出できる。（図７参照） θ＝ｔａｎ-1｛（Ｈｙ−Ｇｙ）／（Ｈｘ−Ｇｘ）｝ Ｇｘ＝（Ａｘ＋Ｂｘ）／２ Ｇｙ＝（Ａｙ＋Ｂｙ）／２ Ｈｘ＝（Ｃｘ＋Ｃｘ）／２ Ｈｙ＝（Ｄｙ＋Ｄｙ）／２ ＜水平方向位置Ｘ、Ｙの算出＞直線Ｌ3 と点［Ｅｘ，Ｅ
ｙ］を通り直線Ｌ3 に直交する直線Ｌ1 との交点を［Ｉ
ｘ，Ｉｙ］、直線Ｌ3 と点［Ｆｘ，Ｆｙ］を通り直線Ｌ
3 と直交する直線Ｌ2との交点を［Ｊｘ，Ｊｙ］とする
と、荷物１３の中心座標［Ｑｘ，Ｑｙ］は次式により得
られる。
【００１７】Ｑｘ＝（Ｉｘ＋Ｊｘ）／２ Ｑｙ＝（Ｉｙ＋Ｊｙ）／２ ただし、 Ｉｘ＝ｓｉｎ2 θ・Ｇｘ＋ｃｏｓθ2 ・Ｅｘ＋ｓｉｎθ
・ｃｏｓθ（Ｅｙ−Ｇｙ） Ｉｙ＝ｔａｎθ（Ｉｘ−Ｇｘ）＋Ｇｙ Ｊｘ＝ｓｉｎ2 θ・Ｇｘ＋ｃｏｓθ2 ・Ｆｘ＋ｓｉｎθ
・ｃｏｓθ（Ｆｙ−Ｇｙ） Ｊｙ＝ｔａｎθ（Ｊｘ−Ｇｘ）＋Ｇｙ 画像演算装置９の座標系（ｘ’，ｙ’）における原点
［Ｏｘ，Ｏｙ］（撮像装置直下点）位置のハンドリング
ロボット１の座標系（ｘ，ｙ）に対する位置［Ｘｃ，Ｙ
ｃ］とすると、次式により水平方向位置Ｘ，Ｙが算出で
きる。（図８参照） Ｘ＝γｘ・Ｑｘ／Ｚ＋Ｘｃ Ｙ＝γｙ・Ｑｙ／Ｚ＋Ｙｃ ここで、γｘ、γｙは画像演算装置９の座標系（ｘ’，
ｙ’）からハンドリングロボット１の座標系（ｘ，ｙ）
への水平、垂直軸方向の変換係数であり、予め既知の位
置Ｘ1 ，Ｙ1 ，Ｚ1 に荷物１３を配置して［Ｑｘ1 ，Ｑ
ｙ1 ］を観測して次式により設定しておく。
・ｃｏｓθ（Ｅｙ−Ｇｙ） Ｉｙ＝ｔａｎθ（Ｉｘ−Ｇｘ）＋Ｇｙ Ｊｘ＝ｓｉｎ2 θ・Ｇｘ＋ｃｏｓθ2 ・Ｆｘ＋ｓｉｎθ
・ｃｏｓθ（Ｆｙ−Ｇｙ） Ｊｙ＝ｔａｎθ（Ｊｘ−Ｇｘ）＋Ｇｙ 画像演算装置９の座標系（ｘ’，ｙ’）における原点
［Ｏｘ，Ｏｙ］（撮像装置直下点）位置のハンドリング
ロボット１の座標系（ｘ，ｙ）に対する位置［Ｘｃ，Ｙ
ｃ］とすると、次式により水平方向位置Ｘ，Ｙが算出で
きる。（図８参照） Ｘ＝γｘ・Ｑｘ／Ｚ＋Ｘｃ Ｙ＝γｙ・Ｑｙ／Ｚ＋Ｙｃ ここで、γｘ、γｙは画像演算装置９の座標系（ｘ’，
ｙ’）からハンドリングロボット１の座標系（ｘ，ｙ）
への水平、垂直軸方向の変換係数であり、予め既知の位
置Ｘ1 ，Ｙ1 ，Ｚ1 に荷物１３を配置して［Ｑｘ1 ，Ｑ
ｙ1 ］を観測して次式により設定しておく。
【００１８】γｘ＝Ｚ1 （Ｘ1 −Ｘｃ）／Ｑｘ1 γｙ−Ｚ1 （Ｙ1 −Ｙｃ）／Ｑｙ1 このようにして求めた荷物１３の相対位置座標Ｘ、Ｙ、
Ｚ、θをロボット制御装置３に伝送して、ハンドリング
ロボットｌが正確に荷物を掴むための動作制御が可能と
なる。
Ｚ、θをロボット制御装置３に伝送して、ハンドリング
ロボットｌが正確に荷物を掴むための動作制御が可能と
なる。
【００１９】また、計測した荷物１３の高さ位置Ｚと計
測結果と統括制御装置に記憶されている正規の荷物高さ
位置とを比較して供給パレット４ａ、４ｂ上の積載数の
検査、および次式により求められる荷物の寸法Ｗ、Ｌと
正規の荷物寸法とを比較して供給パレット４ａ、４ｂ上
の荷物の寸法検査を行い、計測値と正規の値とが異なれ
ば警報装置等により異常を知らせることができる。
測結果と統括制御装置に記憶されている正規の荷物高さ
位置とを比較して供給パレット４ａ、４ｂ上の積載数の
検査、および次式により求められる荷物の寸法Ｗ、Ｌと
正規の荷物寸法とを比較して供給パレット４ａ、４ｂ上
の荷物の寸法検査を行い、計測値と正規の値とが異なれ
ば警報装置等により異常を知らせることができる。
【００２０】Ｗ＝γｙ（Ａｙ−Ｂｙ）／ｃｏｓθ Ｌ＝γｘ（Ｆｘ−Ｅｘ）／ｃｏｓθ 以上、本実施例は３台のスリット光照射装置を用いた場
合の例について述べたが、１台のスリット光照射装置で
も、ハンドリングロボットを移動、ハンドを旋回させる
ことにより同様の計測を行うことができる。また、４台
以上のスリッ卜光照射装置により、規定位置からのズレ
の大きい荷物や、計測すべき荷物寸法の範囲が広い場合
でも計測を行うことが可能である。
合の例について述べたが、１台のスリット光照射装置で
も、ハンドリングロボットを移動、ハンドを旋回させる
ことにより同様の計測を行うことができる。また、４台
以上のスリッ卜光照射装置により、規定位置からのズレ
の大きい荷物や、計測すべき荷物寸法の範囲が広い場合
でも計測を行うことが可能である。
【００２１】
【発明の効果】本発明によれば、パレットに積載された
矩形の荷物の位置計測において、以下のような効果を提
供できる。
矩形の荷物の位置計測において、以下のような効果を提
供できる。
【００２２】（ｌ）スリット光のみを抽出することによ
り三次元の位置計測が可能であり、画像演算による位置
計測を正確に、しかも短時間で行うことができる。
り三次元の位置計測が可能であり、画像演算による位置
計測を正確に、しかも短時間で行うことができる。
【００２３】（２）ハンドリング装置に撮像装置を搭載
しているので、取出す荷物の近傍のみを撮像すればよ
く、精度良い計測が可能である。
しているので、取出す荷物の近傍のみを撮像すればよ
く、精度良い計測が可能である。
【００２４】（３）短波長のスリット光を観測するの
で、スリット光のみを透過するフィルタを用いることに
より、害乱光に影響されにくい位置計測装置が実現でき
る。
で、スリット光のみを透過するフィルタを用いることに
より、害乱光に影響されにくい位置計測装置が実現でき
る。
【００２５】（４）荷物を取出すパレットの供給ステー
ションの数によらず、一組の装置構成で計測が可能であ
り低コストの計測装置を実現できる。
ションの数によらず、一組の装置構成で計測が可能であ
り低コストの計測装置を実現できる。
【００２６】また、本発明によれば、さらに演算して得
られる矩形荷物の幅・長さ寸法、および荷物の高さ方向
の位置との計測情報と、パレットに積載されている荷物
の管理情報とを比較することにより、パレットに積載さ
れている荷物の寸法による品種の検査、および積載数量
を検査できるという効果もある。
られる矩形荷物の幅・長さ寸法、および荷物の高さ方向
の位置との計測情報と、パレットに積載されている荷物
の管理情報とを比較することにより、パレットに積載さ
れている荷物の寸法による品種の検査、および積載数量
を検査できるという効果もある。
【図１】 位置計測装置を含むハンドリングシステムの
装置構成図である。
装置構成図である。
【図２】 ハンドリングシステム計測装置の全体処理フ
ローチャートである。
ローチャートである。
【図３】 計測すべき荷物の位置を表す図である。
【図４】 計測装置の計測処理フローチャートである。
【図５】 荷物にレーザスリット光を照射した状態を撮
像した図である。
像した図である。
【図６】 荷物にレーザスリット光を照射した状態を示
した図である。
した図である。
【図７】 画像演算装置により得られた２値画像を表す
図である。
図である。
【図８】 ハンドリングロボットの座標系と画像演算装
置の座標系における計測点の関係を示した図である。
置の座標系における計測点の関係を示した図である。
１ ハンドリングロボット ２ ハンド ３ ロボット制御装置 ４ａ、４ｂ 供給パレット ５ 出荷パレット ６ スリット光照射装置 ７ 撮像装置 ８ フィルタ ９ 画像演算装置 １０ 統括制御装置 １１ 供給パレットステーション １２ 出荷パレットステーション １３ 荷物 １４ スリット像 １５ スリット像の途切れ
Claims (1)
- 【請求項１】 パレットに積載された矩形の荷物を取
出すハンドリング装置に、スリット光を照射する少なく
とも１台以上のスリット光照射装置と、スリット光照射
装置の上方にあって、該スリット光の波長域のみを透過
するフィルタを介して該スリッ卜光が照射された荷物の
二次元画像を撮像する撮像装置とを設け、得られた二次
元画像を画像演算装置に記憶し、二次元画像におけるス
リット光の撮像位置と荷物上面輪郭部におけるスリット
光の途切れ位置から三角測量にもとづく荷物のハンドリ
ング装置に対する高さ方向および水平方向の三次元位置
と、水平方向の回転角とを計測し、ハンドリング装置に
計測した荷物の三次元位置と水平方向の回転角の情報を
与えることを特徴とする位置計測方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10885395A JPH08304025A (ja) | 1995-05-02 | 1995-05-02 | 矩形荷物の位置計測方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10885395A JPH08304025A (ja) | 1995-05-02 | 1995-05-02 | 矩形荷物の位置計測方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08304025A true JPH08304025A (ja) | 1996-11-22 |
Family
ID=14495262
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10885395A Pending JPH08304025A (ja) | 1995-05-02 | 1995-05-02 | 矩形荷物の位置計測方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08304025A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1998043901A1 (en) * | 1997-04-01 | 1998-10-08 | R.A. Jones & Co., Inc. | Robot controlled work area processing method |
| JP2001163446A (ja) * | 1999-12-10 | 2001-06-19 | Murata Mach Ltd | ピックアップ装置 |
| JP2003246452A (ja) * | 2002-02-27 | 2003-09-02 | Toyo Glass Co Ltd | トップフレーム供給装置 |
| JP2006300929A (ja) * | 2005-03-22 | 2006-11-02 | Jfe Engineering Kk | 物体の３次元位置認識装置およびデパレタイズシステム |
| KR20200057040A (ko) | 2017-11-08 | 2020-05-25 | 히데키 이이노 | 화물용 식별코드 및 그 표시물 및 그것을 사용하는 로봇핸드 |
| KR20220135733A (ko) * | 2021-03-31 | 2022-10-07 | 한국로봇융합연구원 | Rgb-d 카메라를 이용한 적재 화물의 레이어 분리 장치 및 방법 |
-
1995
- 1995-05-02 JP JP10885395A patent/JPH08304025A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1998043901A1 (en) * | 1997-04-01 | 1998-10-08 | R.A. Jones & Co., Inc. | Robot controlled work area processing method |
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| JP2003246452A (ja) * | 2002-02-27 | 2003-09-02 | Toyo Glass Co Ltd | トップフレーム供給装置 |
| JP2006300929A (ja) * | 2005-03-22 | 2006-11-02 | Jfe Engineering Kk | 物体の３次元位置認識装置およびデパレタイズシステム |
| KR20200057040A (ko) | 2017-11-08 | 2020-05-25 | 히데키 이이노 | 화물용 식별코드 및 그 표시물 및 그것을 사용하는 로봇핸드 |
| DE112018005784B4 (de) | 2017-11-08 | 2022-02-03 | Hideki Iino | Frachtidentifikationscode, Dinge, auf denen Dieser angebracht ist, und dafür nutzbarer Robotergreifer |
| US11267138B2 (en) | 2017-11-08 | 2022-03-08 | Hideki Iino | Package identification code, sheet or sticker sheet displaying same, and robot hand used for same |
| KR20220135733A (ko) * | 2021-03-31 | 2022-10-07 | 한국로봇융합연구원 | Rgb-d 카메라를 이용한 적재 화물의 레이어 분리 장치 및 방법 |
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|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20020607 |