JP2022184425A - Edge position detection method, transfer position determination method, and article transfer system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、物品の移載位置決定の基準となる物品のエッジ位置検出方法、およびこれを用いた移載位置決定方法、物品移載システムに関する。 The present invention relates to an article edge position detection method that serves as a reference for determining the transfer position of an article, a transfer position determination method using the same, and an article transfer system.
例えば特許文献1には、箱状の物品の三次元形状を示す点群から、当該物品のエッジ部分に対応する点群を抽出し、当該点群に基づいて各物品の位置及び姿勢を認識する技術が記載されている。 For example, in Patent Document 1, a point group corresponding to an edge portion of a box-shaped article is extracted from a point group representing the three-dimensional shape of the box-shaped article, and the position and posture of each article are recognized based on the point group. technique is described.
ところが従来の技術では、箱状物品の三次元形状を示す点群から、物品のエッジ部分に対応する点群を直接抽出するため、エッジ位置を高い精度で検出することが困難であった。 However, in the conventional technique, it is difficult to detect the edge position with high accuracy because the point group corresponding to the edge portion of the article is directly extracted from the point group representing the three-dimensional shape of the box-shaped article.
本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、物品のエッジの位置を高精度で検出するエッジ位置検出方法、およびこれを用いた移載位置決定方法、物品移載システムに関する。 The present invention has been made in view of the above problems, and relates to an edge position detection method for detecting the position of an edge of an article with high accuracy, a transfer position determination method using the same, and an article transfer system.
上記目的を達成するために、本発明の1つであるエッジ位置検出方法は、物品との距離を三次元的な複数の点データとして取得する検出器を用い、所定の配列方向に並べて配置された略直方体状の複数の物品について、物品の前記検出器と対向する面を含む検出面部において前記配列方向に直交する直交方向に沿って延在する物品のエッジ位置を検出するエッジ位置検出方法であって、物品の検出面部の複数箇所の点データを点群として取得する点群取得工程と、前記点群取得工程において取得された点群から、前記配列方向において物品が存在しない無物品区間を検出する区間検出工程と、前記配列方向における前記無物品区間の中間の基準位置から、前記配列方向の両側に向かって前記点データを用いてエッジを探索することで、物品のエッジ位置を検出するエッジ探索工程と、を含む。 In order to achieve the above object, an edge position detection method, which is one of the present invention, uses a detector that acquires the distance to an article as a plurality of three-dimensional point data, arranged side by side in a predetermined arrangement direction. An edge position detection method for detecting the edge position of a plurality of substantially rectangular parallelepiped articles extending along the orthogonal direction orthogonal to the arrangement direction on a detection surface portion including the surface of the article facing the detector. a point cloud acquiring step of acquiring point data of a plurality of locations on the detection surface of an article as a point cloud; and detecting edge positions of articles by searching for edges using the point data toward both sides in the arrangement direction from a reference position in the middle of the non-item section in the arrangement direction. and an edge search step.
上記目的を達成するために、本発明の他の1つである移載位置決定方法は、物品との距離を三次元的な複数の点データとして取得する検出器を用い、所定の配列方向に並べて配置された略直方体状の複数の物品について、物品の前記検出器と対向する面を含む検出面部において前記配列方向に直交する直交方向に沿って延在する物品のエッジ位置を検出するエッジ位置検出方法であって、物品の検出面部の複数箇所の点データを点群として取得する点群取得工程と、前記点群取得工程において取得された点群から、前記配列方向において物品が存在しない無物品区間を検出する区間検出工程と、前記配列方向における前記無物品区間の中間の基準位置から、前記配列方向の両側に向かって前記点データを用いてエッジを探索することで、物品のエッジ位置を検出するエッジ探索工程と、を含むエッジ位置検出方法により検出された物品のエッジ位置に基づいて、物品の移載位置を決定する移載位置決定工程を含む。 In order to achieve the above object, another transfer position determination method of the present invention uses a detector that acquires the distance to an article as three-dimensional multiple point data, Edge positions for detecting edge positions of a plurality of substantially rectangular parallelepiped articles arranged side by side, the edge positions of the articles extending along an orthogonal direction perpendicular to the arrangement direction on a detection surface portion including a surface of the articles facing the detector. A detection method comprising: a point cloud acquisition step of acquiring point data at a plurality of locations on a detection surface portion of an article as a point cloud; a section detection step of detecting an article section; and searching for edges from a reference position in the middle of the non-item section in the arrangement direction toward both sides in the arrangement direction using the point data to detect the edge position of the article. and a transfer position determination step of determining the transfer position of the article based on the edge position of the article detected by the edge position detection method.
上記目的を達成するために、本発明の他の1つである物品移載システムは、物品との距離を三次元的な複数の点データとして取得する検出器と、略直方体状の複数の物品を所定の配列方向に並べて保管するラックと、前記配列方向に直交する奥行方向において前記ラックに対し物品を移載する移載装置と、物品を搬送し、前記検出器が取り付けられる搬送装置と、物品の前記検出器と対向する面を含む検出面部において前記配列方向に直交する直交方向に沿って延在する物品のエッジ位置を検出するエッジ位置検出装置とを備え、前記エッジ位置検出装置は、物品の検出面部の複数箇所の点データを点群として取得する点群取得部と、前記点群取得部において取得された点群から、前記配列方向において物品が存在しない無物品区間を検出する区間検出部と、前記配列方向における前記無物品区間の中間の基準位置から、前記配列方向の両側に向かって前記点データを用いてエッジを探索することで、物品のエッジ位置を検出するエッジ探索部と、を備える。 To achieve the above object, another object transfer system of the present invention includes a detector that acquires distances to an object as a plurality of three-dimensional point data, and a plurality of substantially rectangular parallelepiped objects. a rack for arranging and storing in a predetermined arrangement direction, a transfer device for transferring an article to the rack in a depth direction orthogonal to the arrangement direction, a conveying device for conveying the article and having the detector attached, an edge position detection device for detecting an edge position of an article extending along an orthogonal direction orthogonal to the arrangement direction on a detection surface portion including a surface of the article facing the detector, wherein the edge position detection device comprises: A point cloud acquisition unit that acquires point data of a plurality of locations on the detection surface of an article as a point cloud, and a section that detects an empty section in which no article exists in the arrangement direction from the point cloud acquired by the point cloud acquisition unit. a detection unit, and an edge search unit that detects edge positions of articles by searching for edges using the point data toward both sides in the arrangement direction from a reference position in the middle of the non-item section in the arrangement direction. And prepare.
本発明によれば、高い精度で物品のエッジを検出することができる。 According to the present invention, the edge of an article can be detected with high accuracy.
以下、本発明に係るエッジ位置検出方法、移載位置決定方法、および物品移載システムの実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、以下の実施の形態は、本発明を説明するために一例を挙示するものであり、本発明を限定する主旨ではない。例えば、以下の実施の形態において示される形状、構造、材料、構成要素、相対的位置関係、接続状態、数値、数式、方法における各段階の内容、各段階の順序などは、一例であり、以下に記載されていない内容を含む場合がある。また、平行、直交などの幾何学的な表現を用いる場合があるが、これらの表現は、数学的な厳密さを示すものではなく、実質的に許容される誤差、ずれなどが含まれる。また、同時、同一などの表現も、実質的に許容される範囲を含んでいる。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of an edge position detection method, a transfer position determination method, and an article transfer system according to the present invention will be described below with reference to the drawings. It should be noted that the following embodiments are examples for explaining the present invention, and are not intended to limit the present invention. For example, the shapes, structures, materials, constituent elements, relative positional relationships, connection states, numerical values, formulas, contents of each step in the method, order of each step, etc. shown in the following embodiments are examples, and are described below. may include content not listed in In addition, geometric expressions such as parallel and orthogonal are sometimes used, but these expressions do not indicate mathematical rigor, and substantially allowable errors, deviations, and the like are included. Expressions such as "simultaneous" and "identical" also include substantially permissible ranges.
また、図面は、本発明を説明するために適宜強調、省略、または比率の調整を行った模式的な図となっており、実際の形状、位置関係、および比率とは異なる。 In addition, the drawings are schematic diagrams that have been appropriately emphasized, omitted, or adjusted in proportion in order to explain the present invention, and are different from the actual shape, positional relationship, and proportion.
また、以下では複数の発明を一つの実施の形態として包括的に説明する場合がある。また、以下に記載する内容の一部は、本発明に関する任意の構成要素として説明している。 Further, in some cases, a plurality of inventions will be collectively described as one embodiment below. Also, some of the contents described below are described as optional components related to the present invention.
図1は、エッジ位置検出方法、および移載位置決定方法が適用される物品移載システムを示す斜視図である。図2は、物品移載システムの移載装置130近傍を示す斜視図である。物品移載システム100は、搬入された物品200を自動的に搬送して物品200の保管位置へ物品200を自動的に移載し、また保管位置から自動的に移載した物品200を搬送することができる装置であり、ラック110と、搬送装置120と、移載装置130と、検出器140と、エッジ位置検出装置150(図1、図2において不図示)と、を備えている。
FIG. 1 is a perspective view showing an article transfer system to which the edge position detection method and the transfer position determination method are applied. FIG. 2 is a perspective view showing the vicinity of the
物品移載システム100の移載対象である物品200は、略直方体状であれば特に限定されるものではない。略直方体状とは、平坦な矩形の六面で形成される形状を含み、またリブ状、フランジ状の突出、持ち手のような窪みや孔などを備える形状も含むものとして記載している。具体的に物品200としては、段ボール箱、コンテナ、トレー、折りたたみ可能なコンテナなどを例示することができる。
The
ラック110は、搬送装置120が移動する領域に面する物品200の検出面部201が所定の配列方向(図中X軸方向)に沿うように並べて配置された略直方体状の複数の物品200を保管する設備である。本実施の形態の場合、ラック110は、物品200を載置状態で保持する棚板111と、棚板111を支持する支柱112とを備えている。棚板111は、平板状であり物品200を保管する位置は特に限定されない。ラック110は、同一形状の物品200のみを保管してもよく、複数種類の形状の物品200が混在した状態で保管してもよい。なお、図には搬送装置120の移動方向に視て一方の側方にラック110を記載しているが、両側方にラック110が配置されていてもかまわない。
The
搬送装置120は、物品200を保持して搬送する装置であって、検出器140が取り付けられるものであれば特に限定されるものではない。搬送装置120としては、物品200を保持して床面上を自律的に走行する無軌道の無人搬送車、物品200を保持してレールなどの所定の軌道に沿って走行する有軌道台車などを例示することができる。本実施の形態の場合、搬送装置120は、レール121と、レール121上を走行する台車122と、台車122に起立状に取り付けられ台車122とともに移動するマスト123と、物品200を保持可能でありマスト123に沿って昇降する昇降台124とを備えたいわゆるスタッカクレーンである。
The
移載装置130は、ラック110と搬送装置120の昇降台124との間で物品200を移載する装置であり、水平面内において物品200の配列方向(図中X軸方向)と直交する奥行方向(図中Y軸方向)に物品200を移動させて移載する。移載装置130の種類は、特に限定されるものではなく、例えば物品200の対向する両側面を挟持して移載するもの、物品200の奥側の面、手前側の面などに爪を引っ掛けて物品200を滑らせながら移載するもの、物品200をすくい上げて移載するもの等を例示することができる。
The
本実施の形態の場合、移載装置130は、搬送装置120の昇降台124に取り付けられており、ラック110と昇降台124との間で物品200を移載することができるものとなっている。なお、搬送装置120の両側方にラック110が配置されている場合、移載装置130はいずれの側のラック110に対しても物品200を移載できるように構成される。
In the case of this embodiment, the
検出器140は、物品200における検出器140と対向する面を含む検出面部201の複数箇所と検出器140との間の距離を三次元的な複数の点データとして取得するセンサである。検出器140の種類は、特に限定されるものではないが、例えばLiDAR(Laser Imaging Detection and Ranging)センサ、TOF(Time of Flight)カメラなどの三次元測距センサを例示することができる。
The
検出器140が取り付けられる場所は、搬送装置120における一部であれば特に限定されないが、例えば物品200が移載される箇所の近傍に取り付けられると、移載位置と物品200との相対的な位置関係を正確に検出できるため好ましい。本実施の形態の場合、検出器140は、搬送装置120の昇降台124に取り付けられている。物品移載システム100が備える検出器140の個数は、特に限定されるものではないが、本実施の形態の場合、物品200の配列方向に並ぶ2台の検出器140を備えている。2台の検出器140の距離は、所定の密度以上の点データを取得でき、配列方向におけるラック110に保管される物品200の想定される最長の幅、およびその両側に設定される隣り合う物品200との隙間をカバーする領域を一度に検出できる距離の範囲を含むように設定される。本実施の形態の場合、検出器140は、昇降台124の幅方向(図中X軸方向)の両側部に一台ずつ取り付けられている。つまり、検出器140は、移載装置130によって移載される物品200が通過する領域の両側にそれぞれ配置されている。これにより、物品200が移載される領域とその近傍のラック110に保管される物品200との位置関係を正確に検出することが可能となる。
The place where the
図3は、物品移載システムの機能構成を示すブロック図である。エッジ位置検出装置150は、物品200の検出面部201において配列方向(図中X軸方向)に直交する直交方向に沿って延在する物品200のエッジの搬送装置120に対する位置関係を示すエッジ位置を検出する装置である。エッジ位置検出装置150は、プログラムをプロセッサーに実行させることにより実現される処理部として、点群取得部151と、区間検出部152と、エッジ探索部153と、を備えている。本実施の形態の場合、エッジ位置検出装置150は、移載位置決定部154を備えている。
FIG. 3 is a block diagram showing the functional configuration of the article transfer system. The edge
点群取得部151は、物品200の検出面部201における複数箇所の点データを検出器140から点群として取得する。点データのデータ構造は、特に限定されるものではないが、例えば移載装置130に対する相対的な位置関係を示す三次元のデータを含んでいる。本実施の形態の場合、ラック110の棚板111における物品200の配列方向(図中X軸方向)、検出面部201において配列方向に直交する直交方向(図中Z軸方向)、および配列方向と直交方向のいずれにも直交する奥行方向(図中Y軸方向)のデータを備えた直交座標系のデータを含んでいる。
The point cloud acquisition unit 151 acquires point data of a plurality of locations on the
本実施の形態の場合、物品移載システム100は、配列方向に並ぶ複数の検出器140を備えており、点群取得部151は、検出器140のそれぞれから点群を取得している。隣り合う検出器140は、撮像画角の一部が重複しているため、点群取得部151は、重複している領域に含まれる点データを統計処理し、複数の検出器140の点群を一枚の画像となるように合成している。これにより、配列方向において複数の物品200の検出面部201に関する点データを一枚の画像として処理することが可能となる。なお、複数の検出器140の点群を1枚の画像に合成せず、各検出器140の点群に対応する画像を用いて処理結果を出し、その結果を合成するものであってもよい。
In the case of this embodiment, the
区間検出部152は、点群取得部151において取得された点群から配列方向において物品200が存在しない無物品区間を検出する。図4は、区間検出部の処理の流れを示すフローチャートである。図5は、区間検出部の工程の各段階における処理状態を示す図である。
The
区間検出部152の処理の流れの例を説明する。まず、区間検出部152は、点群取得部151から取得した点群から所定の領域内に含まれる点データを取り出すトリミング処理を実行する(S101、トリミング工程)。所定の領域は、特に限定されるものではないが、例えばラック110に保管される物品200の最小高さ(直交方向の長さ)の中央位置を含み、所定の高さを有する帯状の領域を例示できる。具体的には、第一閾値未満の直交方向(図中Z軸方向)の値を有する点データを除外し、かつ第二閾値(>第一閾値)より大の直交方向(図中Z軸方向)の値を有する点データを除外する。つまり、第一閾値以上、第二閾値以下の範囲にある点データを抽出する。トリミング工程により所定の高さ範囲のデータにより無物品区間の検出を行うため、ラック110の棚板111による反射などの影響、物品200の表面に設けられるリブ、フランジ、孔などの影響を抑制する事ができ、正確に無物品区間を検出することが可能となる。また、点群のデータ量を抑制して次工程の処理の促進を図ることができる。
An example of the processing flow of the
次に、区間検出部152は、トリミング工程によってトリミングされた点群を直交方向(図中Z軸方向)、又は直交方向及び配列方向の双方に直交する奥行方向(本実施の形態の場合奥行方向(移載方向))に投影して図5の(a)に示す二次元の第一投影画像を生成する(S102、第一投影工程)。具体的には、各点データから奥行方向(図中Y軸方向)のデータを除外することにより二次元の第一投影画像を生成する。ここで、区間検出部152は、トリミング工程によってトリミングされた点群を上下方向に投影して二次元の第一投影画像を生成するものであってもよい。
Next, the
次に、区間検出部152は、第一投影画像に対しモフォロジー処理を実行し、荒い点として存在していた点データの間を補完して図5の(b)に示すように物品200に対応する部分が一塊(図5の画像中における白色部分)となるようにデータを変更する(S103、第一モフォロジー工程)。本実施の形態の場合、区間検出部152は、モフォロジー処理として膨張と収縮とを繰り返すクロージング処理を行う。
Next, the
次に、区間検出部152は、物品200が存在している区間を示す存在区間を探索する(S104、存在区間荒探索工程)。本実施の形態の場合、区間検出部152は、第一モフォロジー工程により白色の一塊とみなした部分(図5の(b)中の白色部分)について、上下方向において途切れた部分、欠落した部分を補完して白色の一塊とみなす部分を更新する。存在区間端探索工程を実行すると例えば図5の(c)の画像の様な状態になる。
Next, the
次に、区間検出部152は、隣り合う白色の一塊の部分の間の区間の配列方向に対応する画像における横方向(図面に向かって左右方向)の黒色部分の距離と所定のギャップ閾値とを比較する(S105)。黒色部分の距離がギャップ閾値以下の場合(S105:Yes)、区間検出部152は、図5の(d)に示すように、当該ギャップを埋めるように補完して白色の一塊とみなす部分を更新する(S106、ギャップ充填工程)。なお、図4中に記載される「<=」は小なりイコールを示している。
Next, the
次に、区間検出部152は、ギャップ充填工程において更新された白色の一塊の部分、または存在区間荒探索工程で更新された白色の一塊の部分の配列方向(図5中横方向)における一端部から他端部まで(図5の(d)(e)の逆三角印)を物品200が存在する区間に対応する存在区間として特定する(S107、存在区間特定工程)。また、隣り合う存在区間の間など存在区間以外の区間を無物品区間として特定する。
Next, the
次に、区間検出部152は、無物品区間の配列方向(図5の横方向)における中間の位置を基準位置(図5の(e)の矢印の位置)として決定する(S108、基準位置決定工程)。基準位置の決定基準は特に限定されるものではないが、例えば、隣り合う存在区間の端部の間の中央の位置を基準位置として決定してもよい。また、所定の第一区間閾値以上の長さの無物品区間が存在する場合(図5の(e)の左側)、存在区間の端部から所定の距離離れた位置に仮想の存在区間の端部(図5の(e)の三角印)を設定し、存在区間の端部と仮想的な存在区間の端部との間に基準位置を設定してもかまわない。なお、仮想の存在区間を設ける距離は、第一区間閾値と同等であってもかまわない。また、存在区間の端部に挟まれていない無物品区間であって所定の第二区間閾値以下の無物品区間の場合(図5の(e)の右側)、画像の端部を基準位置として設定してもかまわない。
Next, the
エッジ探索部153は、区間検出部152が決定した基準位置から物品200の配列方向の両側に向かって点群取得部151が取得した点データを用いてエッジを探索することで、物品200のエッジ位置を検出する。図6は、エッジ探索部の処理の流れを示すフローチャートである。図7は、エッジ探索部の工程の各段階における処理状態を示す図である。
The
次に、エッジ探索部153の処理の流れの例を説明する。まず、エッジ探索部153は、点群取得部151が取得した点群を直交方向(高さ方向)に投影して図7の(a)に示す二次元の第二投影画像を生成する(S201、第二投影工程)。なお、エッジ探索部153は、点群取得部151が取得した点群を奥行方向に投影して二次元の第二投影画像を生成し、以下の処理を行うものであってもよい。具体的には、各点データから高さ方向(図中Z軸方向)のデータを除外することにより二次元の第二投影画像を生成する。なお、区間検出部152がトリミング工程にてトリミングした後の点データを用いてもかまわない。
Next, an example of the processing flow of the
次に、エッジ探索部153は、第二投影画像に対しモフォロジー処理を実行し、荒い点として存在していた点データの間を補完して、図7の(b)に示すような、物品200に対応する部分が一塊の線状(図7の画像中における白色部分)となるようにデータを変更する(S202、第二モフォロジー工程)。本実施の形態の場合、エッジ探索部153は、区間検出部152と同様、モフォロジー処理として膨張と収縮とを繰り返すクロージング処理を行う。
Next, the
次に、エッジ探索部153は、モフォロジー処理が施された点データからノイズを除去する(S203、ノイズ処理工程)。本実施の形態の場合、エッジ探索部153は、ラベリング処理を行って、一塊の点データを区別する。そして、所定の長さ閾値以下の一塊の点データを削除する。これにより、図7の(c)に示すような画像となる。
Next, the
次に、エッジ探索部153は、エッジの候補となる点を抽出する(S204、エッジ候補点抽出工程)。エッジ候補点の抽出方法は特に限定されるものではないが、本実施の形態の場合、第二モフォロジー工程により得られる一塊の線状の部分について、奥行方向に関して検出器140に近い側の点データ(図面における下側の点データ)における縁にあたる部分をエッジ候補点として抽出している。
Next, the
次に、エッジ探索部153は、エッジ候補点抽出工程にて抽出された点データに基づき、区間検出部152が決定した基準位置から物品200の配列方向の両側に向かって点データを探索し物品200の直交方向に沿うエッジの位置(図7の(e)の白色矢印)を検出する(S205、エッジ位置検出工程)。エッジ位置の具体的な検出方法は、限定されるものではないが、本実施の形態の場合、以下の方法によりエッジ位置を検出している。つまり、第二投影画像である図7の(d)における一塊の線状の部分において、配列方向(図7の(d)中の横方向)に並ぶ(例えば隣り合う)二つの点データ相互間の配列方向の距離に対する奥行方向(図7の(d)中の上下方向)の距離である傾き、または二つの点データ相互間の前記奥行方向の距離に対する前記配列方向の距離である傾きを基準位置から遠ざかる方向に向かって順次算出し、隣り合う点データの組の傾きの差分が所定の差分閾値以下になった場合、それらの組の基準位置に最も近い点データの配列方向における位置をエッジ位置として検出している。また、エッジ探索部153は、配列方向において基準位置から両側に向かって点データを探索するが、所定距離探索しても点データが検出できない側、または点データが検出できずに画像の端縁まで到達した側はエッジ位置がないとして処理してもかまわない。
Next, based on the point data extracted in the edge candidate point extraction process, the
以上により、大きく変化する点データの並びをエッジ位置の候補から除外し、安定した点データの端部をエッジ位置として検出することができ、実際の物品200のエッジに対応したエッジ位置を正確に検出することが可能となる。
As described above, it is possible to exclude a row of point data that changes greatly from edge position candidates, detect the end of stable point data as an edge position, and accurately determine the edge position corresponding to the actual edge of the
移載位置決定部154は、エッジ探索部153によって検出された物品200のエッジ位置に基づいて、搬送装置120がラック110に対し停止し物品200を移載する移載位置を決定する移載位置決定工程を実行する。具体的には、エッジ探索部153が検出するエッジ位置は、搬送装置120に対するラック110に保管された物品200の相対的な位置関係を示しているため、移載位置決定部154は、検出されたエッジ位置に基づき隣り合う物品200の間である無物品区間に移載装置130を挿入してラック110から物品200を搬送装置120に移載できるように搬送装置120の配列方向の停止位置を決定する。また、移載位置決定部154は、ラック110に保管される物品200のとなりに物品200が保管されていない場合、保管されている物品200のエッジ位置から所定の距離で物品200が保管できるように搬送装置120の停止位置を決定する。搬送装置120は、決定された停止位置を取得して搬送装置120の現在位置と比較し位置ずれが存在している場合、停止位置に合致するように配列方向に移動する。
Based on the edge position of the
以上の実施の形態に係る物品移載システム100によれば、隣り合う物品200の間における物品200が存在しない区間である無物品区間を検出して物品200相互の分離と粗い位置決めを行う工程と、無物品区間に基づいて物品200のエッジ位置の詳細に決定する工程と、の二段階の処理を行うことで、配列方向に並べて配置された複数の物品200それぞれの配列方向におけるエッジ位置を高精度で検出することができる。これにより、物品200を高密度な状態でラック110に保管することが可能となる。
According to the
また、検出器140から取得した三次元の点データを奥行方向(移載方向)に投影した二次元データに落とした第一投影画像により無物品区間を特定して基準位置を決定し、第一投影画像の投影方向と直交する方向(直交方向)に投影した第二投影画像と決定した基準位置に基づきエッジ位置を詳細に探索することにより、配列方向に対して検出面部201が傾いて保管された物品200、外面部にリブ、フランジ、孔などが設けられた物品200等でも正確に物品200のエッジ位置を検出することが可能となる。
Also, the three-dimensional point data acquired from the
また、第一投影画像、第二投影画像に対し、エッジ検出に適したモフォロジー処理、ノイズ処理等を実行することにより、第一投影画像における物品200に対応する点データの塊が存在する範囲を適切に探索することができ、第二投影画像における探索された物品200に対応する点データの塊の存在する範囲に基づいて誤差を抑制して物品200のエッジ位置を検出することが可能となる。
In addition, by executing morphology processing, noise processing, etc. suitable for edge detection on the first projection image and the second projection image, the range in which the mass of point data corresponding to the
なお、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではない。例えば、本明細書において記載した構成要素を任意に組み合わせて、また、構成要素のいくつかを除外して実現される別の実施の形態を本発明の実施の形態としてもよい。また、上記実施の形態に対して本発明の主旨、すなわち、請求の範囲に記載される文言が示す意味を逸脱しない範囲で当業者が思いつく各種変形を施して得られる変形例も本発明に含まれる。 It should be noted that the present invention is not limited to the above embodiments. For example, another embodiment realized by arbitrarily combining the constituent elements described in this specification or omitting some of the constituent elements may be an embodiment of the present invention. The present invention also includes modifications obtained by making various modifications to the above-described embodiment within the scope of the gist of the present invention, that is, the meaning of the words described in the claims, which a person skilled in the art can think of. be
例えば、実施の形態におけるエッジ検出工程では配列方向において隣り合う二つの点データの組の配列方向の距離に対する奥行方向(図7中の上下方向)の距離である傾きの変化が安定する点データの組に基づきエッジ位置を検出したが、点データの組の奥行方向の距離に対する配列方向の距離である傾きに基づきエッジ位置を検出してもかまわない。 For example, in the edge detection process in the embodiment, point data whose tilt change is stable, which is the distance in the depth direction (vertical direction in FIG. 7) with respect to the distance in the array direction between two sets of point data adjacent in the array direction. Although the edge position is detected based on the set, the edge position may be detected based on the inclination, which is the distance in the arrangement direction with respect to the distance in the depth direction of the set of point data.
また、検出器140を複数備える場合を例示したが、ラック110の棚板111に連続して三つ並ぶ物品200の中央に位置する物品200の幅に両側に存在する無物品区間の幅を加えた範囲を一度に検出できる1台の検出器140を備えてもかまわない。
In addition, although the case where a plurality of
また、鉛直面内において物品200を自在に搬送する搬送装置120を例示したが、搬送装置120は、水平面内において物品200を搬送する有軌道、または無軌道の搬送台車などであってもかまわない。
Moreover, although the conveying
また、水平方向、および鉛直方向に物品200を二次元的に保管できるラック110を例示したが、ラック110は、搬送台車の走行する方向に沿って一次元的に物品200を保管するものでもかまわない。
Moreover, although the
また、点群のトリミング工程や、ノイズの除去処理工程などは省略することが可能である。 Also, the point group trimming process, the noise removal process, and the like can be omitted.
本発明は、物品を搬送装置によって搬送し、ラックと搬送装置との間で物品を移載する自動倉庫、物流拠点、工場設備などに利用可能である。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used in automated warehouses, physical distribution centers, factory facilities, etc., in which articles are transported by transport devices and the articles are transferred between racks and transport devices.
100 物品移載システム
110 ラック
111 棚板
112 支柱
120 搬送装置
121 レール
122 台車
123 マスト
124 昇降台
130 移載装置
140 検出器
150 エッジ位置検出装置
151 点群取得部
152 区間検出部
153 エッジ探索部
154 移載位置決定部
200 物品
201 検出面部
100
Claims (7)
物品の検出面部の複数箇所の点データを点群として取得する点群取得工程と、
前記点群取得工程において取得された点群から、前記配列方向において物品が存在しない無物品区間を検出する区間検出工程と、
前記無物品区間における基準位置から、前記配列方向の両側に向かって前記点データを用いてエッジを探索することで、物品のエッジ位置を検出するエッジ探索工程と、
を含むエッジ位置検出方法。 For a plurality of substantially rectangular parallelepiped articles arranged side by side in a predetermined arrangement direction using a detector that acquires the distance from the article as a plurality of three-dimensional point data, including the surface of the article facing the detector An edge position detection method for detecting an edge position of an article extending along an orthogonal direction orthogonal to the arrangement direction on a detection surface, comprising:
a point cloud acquiring step of acquiring point data at a plurality of locations on the detection surface of the article as a point cloud;
a section detection step of detecting an article-free section in which no article exists in the arrangement direction from the point cloud acquired in the point cloud acquisition step;
an edge search step of detecting an edge position of an article by searching for an edge using the point data toward both sides in the arrangement direction from a reference position in the article-free section;
Edge location detection method, including
前記点群を前記直交方向、又は前記直交方向及び前記配列方向の双方に直交する奥行方向に投影して第一投影画像を生成し、前記第一投影画像に基づき物品が存在しない無物品区間を検出する
請求項1に記載のエッジ位置検出方法。 In the section detection step,
projecting the point group in the orthogonal direction or in a depth direction orthogonal to both the orthogonal direction and the arrangement direction to generate a first projection image, and based on the first projection image, an article-free section in which no article is present; 2. The edge position detection method according to claim 1.
前記第一投影画像をモフォロジー処理し、モフォロジー処理後の前記第一投影画像に基づき前記配列方向において物品が存在する存在区間を特定し、隣り合う存在区間の間を無物品区間として特定する
請求項2に記載のエッジ位置検出方法。 In the section detection step,
3. Morphologically processing the first projection image, identifying an existence section in which an article exists in the arrangement direction based on the first projection image after the morphology processing, and identifying a section between adjacent existence sections as an article-free section. 2. The edge position detection method according to 2.
前記点群を前記直交方向に投影して第二投影画像を生成し、前記第二投影画像に基づきエッジを探索する
請求項1から3のいずれか一項に記載のエッジ位置検出方法。 In the edge search step,
4. The edge position detection method according to any one of claims 1 to 3, wherein a second projection image is generated by projecting the point cloud in the orthogonal direction, and edges are searched based on the second projection image.
前記第二投影画像に含まれる二つの点データ相互間の前記配列方向の距離に対する前記奥行方向の距離である傾き、または二つの点データ相互間の前記奥行方向の距離に対する前記配列方向の距離である傾きに基づきエッジ位置を検出する
請求項4に記載のエッジ位置検出方法。 In the edge search step,
Inclination that is the distance in the depth direction with respect to the distance in the arrangement direction between two pieces of point data included in the second projection image, or the distance in the arrangement direction with respect to the distance in the depth direction between two pieces of point data 5. The edge position detection method according to claim 4, wherein the edge position is detected based on a certain inclination.
移載位置決定方法。 A transfer position determination method comprising a transfer position determination step of determining a transfer position of an article based on the edge position of the article detected by the edge position detection method according to any one of claims 1 to 5.
略直方体状の複数の物品を所定の配列方向に並べて保管するラックと、
前記配列方向に直交する奥行方向において前記ラックに対し物品を移載する移載装置と、
物品を搬送し、前記検出器が取り付けられる搬送装置と、
物品の前記検出器と対向する面を含む検出面部において前記配列方向に直交する直交方向に沿って延在する物品のエッジ位置を検出するエッジ位置検出装置とを備え、
前記エッジ位置検出装置は、
物品の検出面部の複数箇所の点データを点群として取得する点群取得部と、
前記点群取得部において取得された点群から、前記配列方向において物品が存在しない無物品区間を検出する区間検出部と、
前記無物品区間における基準位置から、前記配列方向の両側に向かって前記点データを用いてエッジを探索することで、物品のエッジ位置を検出するエッジ探索部と、
を備える物品移載システム。 a detector that acquires the distance to the article as three-dimensional multiple point data;
a rack for arranging and storing a plurality of substantially rectangular parallelepiped articles in a predetermined arrangement direction;
a transfer device for transferring articles to the rack in a depth direction orthogonal to the arrangement direction;
a conveying device that conveys an article and to which the detector is attached;
an edge position detection device for detecting an edge position of an article extending along an orthogonal direction orthogonal to the arrangement direction on a detection surface portion including a surface of the article facing the detector,
The edge position detection device is
a point cloud acquisition unit that acquires point data at a plurality of locations on the detection surface of the article as a point cloud;
a section detection unit that detects an article-free section in which no article exists in the arrangement direction from the point cloud acquired by the point cloud acquisition unit;
an edge search unit that detects an edge position of an article by searching for an edge using the point data toward both sides in the arrangement direction from a reference position in the article-free section;
Goods transfer system comprising.
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