JP4655309B2 - Picking order determination method, apparatus and program thereof, and picking system - Google Patents
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Description
本発明は、パレットのような積付けエリアに積載された複数の物品をピッキングロボットによりピッキングする際のピッキング順序を決定する、ピッキング順序決定方法、装置及びそのプログラム、並びにピッキングシステムに関するものである。 The present invention relates to a picking order determination method, an apparatus and a program thereof, and a picking system for determining a picking order when picking a plurality of articles loaded in a loading area such as a pallet by a picking robot.
物流センターや製造工場における自動倉庫では、例えば段ボール箱のような箱状の梱包材により梱包された各種の製品は、出荷に備えて、パレットに積載された状態で倉庫内の収納棚に一旦収納・保管される。通常、同一パレットには、同一寸法の梱包材が多数積載された状態で倉庫に保管される。以下、製品が梱包されたダンボールのような梱包材を「物品」という。
そして、物品を倉庫から出荷する場合、必要な種類の物品を積載したパレットをスタッカクレーンにより収納棚から取り出し、コンベアなどによって搬入レーンまで移動させ、ピッキングロボットにより必要な数の物品をパレットから自動的にピッキングして、出荷側に設置された搬出レーン上に順次荷下ろしする（例えば、下記特許文献１〜３参照）。
In automatic warehouses at distribution centers and manufacturing plants, various products packed with box-shaped packing materials such as cardboard boxes are temporarily stored in storage shelves in the warehouse in the state of being loaded on pallets in preparation for shipment.・ It is stored. Usually, the same pallet is stored in a warehouse in a state where a large number of packing materials having the same dimensions are loaded. Hereinafter, a packaging material such as cardboard in which products are packed is referred to as an “article”.
When shipping goods from the warehouse, the pallet loaded with the necessary types of goods is taken out of the storage shelf by the stacker crane, moved to the loading lane by a conveyor, etc., and the required number of goods is automatically removed from the pallet by the picking robot. And unloading sequentially onto a carry-out lane installed on the shipping side (see, for example, Patent Documents 1 to 3 below).
従来、ピッキングロボットによる物品の自動ピッキングは、パレット上に予め決められた位置に物品が正確に積載されていることを前提に、予めプログラムされた順序に従って行われていた。したがって、従来技術では、自動ピッキングを行うためには、パレット上における物品の積載状況が明らかである必要があった。
このため、ロボットによらず人為的に物品が積載される場合のように、パレットへの物品の積載がランダムとなる場合や、倉庫から搬入レーンまでの搬送中に物品の位置がずれるような場合は、自動ピッキングが困難となるという問題があった。
すなわち、物品の積載がランダムであったり、搬送中に物品の位置ずれが起きたりした場合には、ピッキングロボットにより予め決められた順序に従って物品をピッキングしたときに、荷崩れを起こす恐れがあるという問題があった。
Conventionally, automatic picking of an article by a picking robot has been performed according to a pre-programmed order on the assumption that the article is accurately loaded at a predetermined position on a pallet. Therefore, in the prior art, in order to perform automatic picking, it is necessary to clearly show the loading condition of articles on the pallet.
For this reason, when an article is loaded randomly on the pallet, such as when an article is loaded artificially without using a robot, or when the position of the article is shifted during transportation from the warehouse to the loading lane. Has a problem that automatic picking becomes difficult.
In other words, if the loading of an article is random or if the position of the article is shifted during transport, there is a risk that the article collapses when the article is picked according to a predetermined order by the picking robot. There was a problem.
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、物品の積載がランダムな場合や、搬送中に物品の位置がずれたような場合においても、荷崩れを起こすことなく自動ピッキングを行うことができる、ピッキング順序決定方法、装置及びそのプログラム、並びにピッキング装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and automatic picking can be performed without causing collapse even when the loading of the articles is random or when the position of the articles is shifted during transportation. An object of the present invention is to provide a picking order determination method, apparatus and program thereof, and a picking apparatus that can be performed.
上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を採用する。
すなわち、本発明にかかるピッキング順序決定方法は、複数の物品が積載された積付けエリアから該物品をピッキングして荷下ろし位置まで順次移載するピッキングロボットにより、前記物品を積付けエリアからピッキングする際の、ピッキング順序を決定する方法であって、
（ａ）前記積付けエリアの最上段に位置する物品の位置及び姿勢を検出し、
（ｂ）各物品の位置及び姿勢に基づいて、ピッキングロボットが前記積付けエリアから物品を取り出した場合における各物品の相互間の干渉度を求め、
（ｃ）該干渉度に基づいてピッキング順序を決定し、
（ａ１）前記（ａ）の段階において、前記積付けエリア上の最上段に位置する物品の平面視における位置及び姿勢を検出し、
（ｂ１）前記（ｂ）の段階において、仮想的に前記ピッキングロボットにより一の物品を積付けエリアから取り出した場合において平面視における前記一の物品の通過領域が残りの他の物品と干渉する面積を、前記干渉度として、前記複数の物品の各々について求め、
（ｃ１）前記（ｃ）の段階において、前記（ｂ１）の段階で求めた面積が最小となる物品をピッキング順序の１番と決定するとともに、ピッキング順序が決定された物品を除いた場合の残りの物品について、前記（ｂ１）の段階と同様に面積を求め、求めた面積が最小となる物品を次のピッキング順序として、順次２番目以降のピッキング順序を決定する、ことを特徴とする。
In order to solve the above problems, the present invention employs the following means.
That is, in the picking order determination method according to the present invention, the article is picked from the loading area by a picking robot that picks up the article from the loading area where a plurality of articles are loaded and sequentially transfers the article to the unloading position. When determining the picking order,
(A) detecting the position and posture of an article located at the top of the loading area;
(B) Based on the position and orientation of each article, obtain the degree of interference between the articles when the picking robot removes the article from the loading area,
(C) determining a picking order based on the degree of interference ;
(A1) In the step (a), the position and posture of the article located in the uppermost stage on the loading area in plan view are detected,
(B1) In the step (b), when one article is virtually taken out from the stacking area by the picking robot, the area where the passage area of the one article in plan view interferes with the remaining other articles For each of the plurality of articles as the degree of interference,
(C1) In the step (c), the article having the smallest area determined in the step (b1) is determined as the first picking order and the remaining items when the articles whose picking order is determined are excluded For the article, the area is obtained in the same manner as in the step (b1), and the article having the smallest area is determined as the next picking order, and the second and subsequent picking orders are sequentially determined .
このように、ピッキングロボットが積付けエリアから物品を取り出した場合における各物品の相互間の干渉度に基づいて、ピッキング順序を決定するので、その都度最適なピッキング順序を決定することができる。このため、積付けエリア（例えばパレット上）の物品の積載がランダムな場合や搬送中に物品の位置がずれた場合でも、自動ピッキングを行うことができる。
また、積付けエリアの最上段に位置する物品の位置及び姿勢の検出は、周知の三次元計測法と画像処理により実現できる。例えば、空間コード法、光切断法、ステレオ法などの周知の三次元計測法により距離画像を生成し、距離画像から最上段領域を抽出し、抽出した最上段領域においてテンプレートマッチングによるパターンサーチを実行することにより、物品の位置及び姿勢を認識する。
さらに、ピッキングロボットが積付けエリアから物品を取り出した場合における各物品の相互間の干渉度として、仮想的にピッキングロボットにより一の物品を積付けエリアから取り出した場合において平面視における一の物品の通過領域が残りの他の物品と干渉する面積を用い、各ピッキングにおいて、面積が最小となる物品をピッキングしていくようにピッキング順序を決定するので、ピッキングに際して各物品が相互に与える影響を最小とすることができる。このため、ピッキングの際の荷崩れの発生を防止することができる。
Thus, since the picking order is determined based on the degree of interference between the articles when the picking robot picks up the articles from the loading area, the optimal picking order can be determined each time. For this reason, automatic picking can be performed even when the loading of articles in a loading area (for example, on a pallet) is random or the position of the article is shifted during conveyance.
In addition, detection of the position and orientation of the article located at the top of the stacking area can be realized by a known three-dimensional measurement method and image processing. For example, a distance image is generated by a well-known three-dimensional measurement method such as a spatial code method, a light section method, or a stereo method, the uppermost region is extracted from the distance image, and a pattern search is performed by template matching in the extracted uppermost region. By doing so, the position and posture of the article are recognized.
Further, as the degree of interference between each article when the picking robot takes out the article from the loading area, when one article is virtually taken out from the loading area by the picking robot, The picking order is determined so as to pick the article with the smallest area in each picking using the area where the passing area interferes with the remaining other articles, and the influence of each article on the picking is minimized. It can be. For this reason, generation | occurrence | production of the load collapse at the time of picking can be prevented.
また、本発明にかかるピッキング順序決定方法では、前記（ｃ１）の段階において、前記の面積が所定の閾値を超えるときは、ピッキング不能と判断する、ことを特徴とする。 The picking order determination method according to the present invention is characterized in that in the step (c1), when the area exceeds a predetermined threshold, it is determined that picking is impossible.
各物品相互間の干渉度としての面積が最小であっても、その面積がある一定以上の場合は、ピッキングの際に荷崩れを起こす恐れがある。
したがって、荷崩れを起こす恐れがある面積閾値を予め設定しておき、求めた面積がその閾値を超えるときに、ピッキング不能と判断することとする。これにより、荷崩れの発生を確実に防止することができる。
Even if the area as the degree of interference between the articles is the smallest, if the area is more than a certain level, there is a risk of collapsing during picking.
Therefore, an area threshold value that may cause a load collapse is set in advance, and when the obtained area exceeds the threshold value, it is determined that picking is impossible. Thereby, generation | occurrence | production of load collapse can be prevented reliably.
また、本発明にかかるピッキング順序決定装置は、複数の物品が載置された積付けエリアから該物品をピッキングして荷下ろし位置まで順次移載するピッキングロボットにより、前記物品を積付けエリアからピッキングする際の、前記ピッキングロボットのピッキング順序を決定する装置であって、
前記積付けエリアの最上段に位置する物品の位置及び姿勢を検出する物品検出手段と、
各物品の位置及び姿勢に基づいて、ピッキングロボットが積付けエリアから物品を取り出した場合における各物品の相互間の干渉度を求め、該干渉度に基づいてピッキング順序を決定する順序決定手段と、を備え、
前記物品検出手段は、前記積付けエリアの最上段に位置する物品の平面視における位置及び姿勢を検出し、
前記順序決定手段は、
（Ｓ１）前記物品検出手段により検出した各物品の位置及び姿勢に基づいて、仮想的に前記ピッキングロボットにより一の物品を積付けエリアから取り出した場合において平面視における前記一の物品の通過領域が残りの他の物品と干渉する面積を、前記複数の物品の各々について求める処理、
（Ｓ２）前記（Ｓ１）において求めた面積が最小となる物品をピッキング順序の１番と決定する処理、および
（Ｓ３）ピッキング順序が決定された物品を除いた場合の残りの物品について、前記（Ｓ１）の処理と同様に面積を求め、求めた面積が最小となる物品を次のピッキング順序として、順次２番目以降のピッキング順序を決定する処理、を実行する、ことを特徴とする。
The picking order determination device according to the present invention picks the articles from the loading area by a picking robot that picks the articles from the loading area where a plurality of articles are placed and sequentially transfers them to the unloading position. An apparatus for determining the picking order of the picking robot when
Article detection means for detecting the position and posture of an article located at the top of the loading area;
Order determining means for obtaining the degree of interference between the articles when the picking robot takes out the article from the loading area based on the position and orientation of each article, and determining the picking order based on the degree of interference; Bei to give a,
The article detection means detects a position and a posture in a plan view of an article located at the uppermost stage of the loading area;
The order determining means includes
(S1) Based on the position and orientation of each article detected by the article detection means, when one article is virtually taken out from the loading area by the picking robot, the passage area of the one article in plan view is Processing for determining an area that interferes with the remaining other articles for each of the plurality of articles;
(S2) a process of determining the article having the smallest area determined in (S1) as the first picking order; and
(S3) For the remaining articles excluding the articles for which the picking order has been determined, the area is obtained in the same manner as in the process of (S1), and the article having the smallest area is set as the next picking order in
また、本発明にかかるピッキング順序決定装置では、前記順序決定手段は、前記（Ｓ１）又は前記（Ｓ３）の処理において、前記の面積が所定の閾値を超えるときは、ピッキング不能と判断する、ことを特徴とする。 In the picking order determining apparatus according to the present invention, the order determining means determines that picking is impossible when the area exceeds a predetermined threshold in the processing of (S1) or (S3). It is characterized by.
また、本発明にかかるピッキング順序決定装置では、前記順序決定手段がピッキング不能と判断したときに、ピッキング不能であることを出力するピッキング不能情報出力手段をさらに備える、ことを特徴とする。 The picking order determining apparatus according to the present invention further comprises non-pickable information output means for outputting that picking is impossible when the order determining means determines that picking is impossible.
上記のピッキング順序決定装置により、上記のピッキング順序決定方法を実施することができる。
また、本発明にかかるピッキング順序決定装置は、順序決定手段がピッキング不能と判断したときに、ピッキング不能であることを出力するピッキング不能情報出力手段を備えるので、作業員にピッキング不能であることを認知させることができる。このため、ピッキング不能である場合、作業員が、物品の積載状態の修正作業などの次善の対応作業に迅速に対応することが可能となる。
The above-described picking order determination method can be implemented by the above-described picking order determination apparatus.
In addition, the picking order determination device according to the present invention includes non-pickable information output means for outputting that picking is not possible when the order determination means determines that picking is impossible. It can be recognized. For this reason, when picking is impossible, it becomes possible for the worker to quickly respond to the second best response work such as the work for correcting the loading state of the articles.
また、本発明にかかるピッキングシステムは、複数の物品が載置された積付けエリアから該物品をピッキングして荷下ろし位置まで順次移載するピッキングロボットと、上記のいずれかのピッキング順序決定装置と、を備え、前記ピッキングロボットは、前記ピッキング順序決定装置により決定したピッキング順序に従って前記積付けエリアから前記物品をピッキングする、ことを特徴とする。 A picking system according to the present invention includes a picking robot that picks up an article from a loading area where a plurality of articles are placed, and sequentially transfers the article to an unloading position, and any one of the picking order determination devices described above. The picking robot picks the article from the loading area in accordance with the picking order determined by the picking order determining device.
また、本発明にかかるピッキング順序決定プログラムは、複数の物品が載置された積付けエリアから該物品をピッキングして荷下ろし位置まで順次移載するピッキングロボットにより、前記物品を積付けエリアからピッキングする際の、前記ピッキングロボットのピッキング順序を決定する処理をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、（Ｓ１）前記積付けエリアの最上段に位置する物品の平面視における位置及び姿勢に関するデータを受け、仮想的に前記ピッキングロボットにより一の物品を積付けエリアから取り出した場合において平面視における前記一の物品の通過領域が残りの他の物品と干渉する面積を、前記複数の物品の各々について求める処理、（Ｓ２）前記（Ｓ１）において求めた面積が最小となる物品をピッキング順序の１番と決定する処理、および（Ｓ３）ピッキング順序が決定された物品を除いた場合の残りの物品について、前記（Ｓ１）の処理と同様に面積を求め、求めた面積が最小となる物品を次のピッキング順序として、順次２番目以降のピッキング順序を決定する処理、をコンピュータに実行させる、ことを特徴とする。 The picking order determination program according to the present invention picks an article from the loading area by a picking robot that picks the article from a loading area where a plurality of articles are placed and sequentially transfers the article to an unloading position. A program for causing a computer to execute a process of determining the picking order of the picking robot when performing (S1) data relating to the position and posture in plan view of an article located in the uppermost stage of the loading area When the one article is virtually taken out from the loading area by the picking robot, an area where the passing area of the one article in a plan view interferes with the remaining other articles is determined for each of the plurality of articles. (S2) Picking an article with the smallest area obtained in (S1). Processing for determining the first picking order, and (S3) for the remaining articles excluding the articles for which the picking order has been determined, the area is determined in the same manner as in the processing of (S1), and the determined area is the minimum. It is characterized by causing a computer to execute processing for sequentially determining the second and subsequent picking orders, with an article as a next picking order.
また、本発明にかかるピッキング順序決定プログラムでは、前記（Ｓ１）又は前記（Ｓ３）の処理において、前記の面積が所定の閾値を超えるときは、ピッキング不能と判断する処理をコンピュータに実行させる、ことを特徴とする。 In the picking order determination program according to the present invention, in the processing of (S1) or (S3), when the area exceeds a predetermined threshold, the computer is caused to execute processing for determining that picking is impossible. It is characterized by.
本発明によれば、積付けエリアへの物品の積載がランダムな場合や、搬送中に物品の位置がずれたような場合においても、荷崩れを起こすことなく自動ピッキングを行うことができる、という優れた効果が得られる。 According to the present invention, it is possible to perform automatic picking without causing collapse of the load even when the loading of the article in the loading area is random or when the position of the article is shifted during transportation. Excellent effect is obtained.
以下、本発明の好ましい実施形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。なお、各図において共通する部分には同一の符号を付し、重複した説明を省略する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the common part in each figure, and the overlapping description is abbreviate | omitted.
図１は、本発明の実施形態にかかるピッキングシステム１０の構成を示す図である。
図１に示すように、本実施形態にかかるピッキングシステム１０は、ピッキングロボット４及びピッキング順序決定装置２０を備えている。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a
As shown in FIG. 1, the picking
まず、ピッキングロボット４について説明する。
ピッキングロボット４は、複数の物品１が積載された積付けエリアとしてのパレット２から、物品１を一つずつピッキングして荷下ろし位置（図２参照）に移載する装置である。
ピッキングロボット４は、鉛直軸心を中心に回転可能な台座部５と、台座部５上に設置され水平軸心を中心に回転可能な複数の関節を持つアーム部６と、アーム部６の先端に接続され物品を把持する把持部７と、を備えている。
本実施形態において、把持部７は、鉛直軸心を中心に回転可能にアーム部６の先端部に取り付けられ、かつ、負圧により物品１の上面を吸着する吸着パッドを備えている。
このように構成されたピッキングロボット４では、アーム部６の関節の曲げと、台座部５の回転により、アーム部６の先端部に取り付けられた把持部７の高さ及び水平方向位置を変化させることができる。
First, the picking
The picking
The picking
In the present embodiment, the gripping part 7 is provided with a suction pad that is attached to the tip of the arm part 6 so as to be rotatable about a vertical axis, and sucks the upper surface of the article 1 by negative pressure.
In the picking
なお、符号１２は、物品１を積載したパレット２をピッキングロボット４により物品１のピッキングが行われる位置まで搬送するパレットコンベアである。
また、符号１４は、ピッキングロボット４及びパレットコンベア１２を制御するロボット・搬送制御装置である。
図２は、ピッキングロボット４、パレットコンベア１２、搬出コンベア１６の配置構成の一例を示す図である。図２に示すように、搬出コンベア１６の最上流側がピッキングロボット４の荷下ろし位置となる。
FIG. 2 is a diagram illustrating an example of an arrangement configuration of the picking
上記のように構成されたピッキングロボット４は、以下の基本動作により、物品１のピッキングを行う。
（１）ロボット・搬送制御装置１４により指示された位置に、把持部７を移動させる。
（２）指示された位置の物品１を把持部７により吸着する。このとき、物品１の重心がピッキングの中心となるように吸着する。
（３）上限位置まで物品１を持ち上げる。
（４）台座部５を回転させ、アーム部６を旋回させることにより、パレット２の脇に物品１を引き出す。
（５）物品１を完全にパレット２の脇に引き出した後、アーム部６の関節の曲げと把持部７の回転により、物品１を荷下ろし位置に移動させる。
The picking
(1) The gripping unit 7 is moved to a position designated by the robot /
(2) The article 1 at the instructed position is sucked by the grip portion 7. At this time, the article 1 is attracted so that the center of gravity of the article 1 becomes the center of picking.
(3) Lift the article 1 to the upper limit position.
(4) The article 1 is pulled out to the side of the
(5) After the article 1 is completely pulled out to the side of the
以上のように、物品１を吸着し持ち上げてから、荷下ろしするまでのピッキングロボット４の動作およびその軌道は、ピッキングロボット４の特性と、ピッキングロボット４、各物品１、および荷下ろしの各位置により決められるものとし、物品１の積載状況に関わらず固定とする。
As described above, the operation and trajectory of the picking
次に、ピッキング順序決定装置２０について説明する。
図１に示すように、本実施形態にかかるピッキング順序決定装置２０は、撮像装置２１と、画像処理・ピッキング順序決定処理用の情報処理装置２２とを備えている。
情報処理装置２２は、パーソナルコンピュータ、または専用のマイクロチップを搭載した専用コンピュータで構成することができる。
また、情報処理装置２２には、出荷指令を指示するホストコンピュータ２４がＬＡＮ接続されており、ホストコンピュータ２４は物品１の形状データが格納された物品情報データベース２６と接続されている。
Next, the picking
As shown in FIG. 1, the picking
The
In addition, a
撮像装置２１は、パレット２上に載置された物品を撮像する装置であり、本実施形態では間隔を置いて設置された２台のカメラ２１ａ，２１ｂにより、スレテオ画像を撮像する。
情報処理装置２２は、撮像装置２１により撮像した画像を画像処理し、パレット２上の最上段に位置する物品１の位置及び姿勢（物品の形状と向き）を検出するとともに、各物品１の位置及び姿勢に基づいて、ピッキングロボット４がパレット２から物品を取り出した場合における各物品１の相互間の干渉度を求め、この干渉度に基づいてピッキング順序を決定する処理を実行する。
The
The
パレット２上の最上段に位置する物品１の位置及び姿勢の検出は、周知の三次元計測法と画像処理により実現できる。
本実施形態では、まず、撮像装置２１によりパレット２上に載置された物品１を上方から撮像し、ステレオ画像を取得する。
次に、情報処理装置２２により、撮像装置２１により撮像したステレオ画像からステレオ法により距離画像を生成し、距離画像から最上段領域を抽出し、抽出した最上段領域においてテンプレートマッチングによるパターンサーチを実行することにより、パレット２上の最上段に位置する物品１の位置及び姿勢を検出する（図３参照）。このときのテンプレートの生成は、物品情報データベース２６の形状データに基づいて自動的に生成される。
Detection of the position and orientation of the article 1 located on the uppermost stage on the
In the present embodiment, first, the
Next, the
このように、本実施形態では、撮像装置２１及び情報処理装置２２が、積付けエリア（パレット２）の最上段に位置する物品１の位置及び姿勢を検出する物品検出手段として機能する。
As described above, in the present embodiment, the
なお、その他、空間コード法、光切断法、などの他の周知の三次元計測法により距離画像を生成し、距離画像から最上段領域を抽出し、抽出した最上段領域においてテンプレートマッチングによるパターンサーチを実行することにより、物品１の位置及び姿勢を検出してもよい。 In addition, a distance image is generated by other known three-dimensional measurement methods such as a spatial code method and a light section method, the uppermost region is extracted from the distance image, and a pattern search is performed by template matching in the extracted uppermost region. The position and posture of the article 1 may be detected by executing.
情報処理装置２２の記憶部には、ピッキング順序決定処理をコンピュータに実行させるためのピッキング順序決定プログラムが格納されている。
このピッキング順序決定プログラムは、情報処理装置２２がパーソナルコンピュータである場合は、ＣＤ−ＲＯＭ等の記録メディアからのインストールや、ネットワークを介したダウンロードにより、パーソナルコンピュータの記憶部に格納される。情報処理装置２２が専用コンピュータである場合は、そのマイクロチップに予め格納される。
情報処理装置２２によるピッキング順序決定処理は、以下のように実行される。
The storage unit of the
When the
The picking order determination process by the
（１）情報処理装置２２は、検出した物品１の数が２以上、すなわち複数であるかを確認し、一つであるときは順序決定処理を実行せず、その物品１の位置及び姿勢の情報とともにピッキング指令信号を出力し、ピッキングロボット４は、ロボット・搬送制御装置１４の制御の下、物品１をピッキングする。
(1) The
（２）検出した物品１の数が複数であるときは、仮想的にピッキングロボット４により一の物品１を積付けエリア（パレット２）から取り出した場合において平面視における一の物品１の通過領域が残りの他の物品１と干渉する面積を、干渉度とし、これを複数の物品１の各々について求める。
(2) When there are a plurality of detected articles 1, when one article 1 is virtually removed from the loading area (pallet 2) by the picking
これを、図３を参照して説明する。図３は、画像処理により得られた、パレット２上の最上段の物品の位置及び荷姿の画像を示している。ここで、画像上の４つの物品を、図に示すように、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄとする。
各物品１をピッキングロボット４によりパレット２から取り出す場合、各物品の通過領域は、ピッキングロボットの旋回中心のｘ、ｙ座標とピッキング対象となる物品の重心のｘ、ｙ座標、旋回半径、荷姿から求めることができる。
This will be described with reference to FIG. FIG. 3 shows an image of the position and packing state of the uppermost article on the
When each article 1 is picked up from the
仮想的にピッキングロボット４により物品Ａをパレット２から取り出した場合、物品Ａの通過領域Ｓａは、図３（Ａ）のように示される。このとき、物品Ａの通過領域Ｓａが残りの他の物品Ｂ、Ｃ、Ｄと干渉する面積はゼロである。
同様に、物品Ｂの通過領域Ｓｂは図３（Ｂ）のように示される。このとき、物品Ｂの通過領域Ｓｂが残りの他の物品Ａ、Ｃ、Ｄと干渉する面積は、同図のハッチングを施した部分である。
同様に、物品Ｃの通過領域Ｓｃは図３（Ｃ）のように示される。このとき、物品Ｃの通過領域Ｓｃが残りの他の物品Ａ、Ｂ、Ｄと干渉する面積は、同図のハッチングを施した部分である。
同様にして、物品Ｄについても、通過領域が他の物品と干渉する面積を求める。
When the article A is virtually removed from the
Similarly, the passage area Sb of the article B is shown as shown in FIG. At this time, the area where the passing region Sb of the article B interferes with the remaining other articles A, C, and D is a hatched portion in FIG.
Similarly, the passage area Sc of the article C is shown as shown in FIG. At this time, the area where the passing region Sc of the article C interferes with the remaining articles A, B, and D is the hatched portion in FIG.
Similarly, for the article D, an area where the passing region interferes with other articles is obtained.
（３）上記の面積を、画像上の全ての物品について求めたならば、最も面積の小さい物品を選定し、これをピッキング順序の１番と決定する。図３の場合、物品Ａについて求めた面積がゼロであり、最も小さいので、物品Ａをピッキング順序の１番と決定する。 (3) If the above area is obtained for all articles on the image, the article having the smallest area is selected and this is determined as the first picking order. In the case of FIG. 3, since the area obtained for the article A is zero and the smallest, the article A is determined as the first picking order.
（４）２番目以降のピッキング順序は、以下のように決定する。
図４に示すように、既にピッキング順序が決定している物品（物品Ａ）を除いた場合の残りの物品（物品Ｂ、Ｃ、Ｄ）について、前記と同様に干渉度としての面積を求め、求めた面積が最小となる物品を次（２番目）のピッキング順序とする。
図４に示す例の場合、物品Ｂ、物品Ｃともに干渉度としての面積はゼロであるので、いずれを２番目としてもよいが、例えば、ピッキングロボット４から距離が近い物品を優先するというルールを設定しておいてもよい。
以降のピッキング順序についても、同様の方法により決定する。
(4) The second and subsequent picking orders are determined as follows.
As shown in FIG. 4, for the remaining articles (articles B, C, and D) excluding the articles (articles A) for which the picking order has already been determined, the area as the degree of interference is obtained in the same manner as described above. The article having the smallest area is set as the next (second) picking order.
In the case of the example shown in FIG. 4, the area as the degree of interference is zero for both the article B and the article C, so either may be set as the second. For example, a rule that gives priority to an article with a short distance from the picking
The subsequent picking order is also determined by the same method.
上記のピッキング順序の決定に際し、干渉度としての面積が最小であっても、その面積がある一定以上の場合は、ピッキングの際に荷崩れを起こす恐れがある。
したがって、荷崩れを起こす恐れがある面積閾値を予め設定しておき、求めた面積がその閾値を超えるときはピッキング不能と判断することとする。これにより、荷崩れの発生を確実に防止することができる。
In determining the picking order, even if the area as the degree of interference is the smallest, if the area exceeds a certain value, there is a risk of collapsing during picking.
Accordingly, an area threshold value that may cause a load collapse is set in advance, and when the obtained area exceeds the threshold value, it is determined that picking is impossible. Thereby, generation | occurrence | production of load collapse can be prevented reliably.
上記のようにピッキング順序（例えば、Ａ→Ｂ→Ｃ→Ｄ）が決定したならば、情報処理装置２２は、そのピッキング順序と共にその物品の位置及び姿勢の情報を出力し、その信号を受けたロボット・搬送制御装置１４の制御の下、ピッキングロボット４が物品１をピッキングする。一方、情報処理装置２２がピッキング不能と判断した場合、ピッキング順序の決定は行わない。
When the picking order (for example, A → B → C → D) is determined as described above, the
このように、本実施形態では、情報処理装置２２が、各物品１の位置及び姿勢に基づいて、ピッキングロボット４が積付けエリア（パレット２）から物品１を取り出した場合における各物品の相互間の干渉度を求め、この干渉度に基づいてピッキング順序を決定する順序決定手段として機能する。
As described above, in the present embodiment, the
また、上記のピッキング順序決定装置２０は、情報処理装置２２がピッキング不能と判断したときに、ピッキング不能であることを作業員に認知させるための情報を出力するピッキング不能情報出力手段（図示せず）をさらに備える。
ピッキング不能情報出力手段は、例えば、情報処理装置２２の表示部（ディスプレイ）により表示させたり、警告ランプを点灯・点滅させたりする等、種々の形態を採用できる。
このため、ピッキング不能である場合、作業員が、物品の積載状態の修正作業などの次善の対応作業に迅速に対応することが可能となる。
Further, the picking
The pickable information output means can adopt various forms such as displaying on a display unit (display) of the
For this reason, when picking is impossible, it becomes possible for the worker to quickly respond to the second best response work such as the work for correcting the loading state of the articles.
以下、本発明の作用・効果について説明する。
本発明によれば、ピッキングロボット４が積付けエリアから物品１を取り出した場合における各物品１の相互間の干渉度に基づいて、ピッキング順序を決定するので、その都度最適なピッキング順序を決定することができる。このため、物品の積載がランダムな場合や搬送中に物品の位置がずれた場合でも、自動ピッキングを行うことができる。
Hereinafter, the operation and effect of the present invention will be described.
According to the present invention, since the picking order is determined based on the degree of interference between the articles 1 when the picking
また、ピッキングロボット４が積付けエリアから物品１を取り出した場合における各物品１の相互間の干渉度として、仮想的にピッキングロボット４により一の物品１を積付けエリアから取り出した場合において平面視における一の物品１の通過領域が残りの他の物品１と干渉する面積を用い、各ピッキングにおいて、面積が最小となる物品１をピッキングしていくようにピッキング順序を決定するので、ピッキングに際して各物品が相互に与える影響を最小とすることができる。このため、ピッキングの際の荷崩れの発生を防止することができる。
Further, as the degree of interference between the articles 1 when the picking
また、荷崩れを起こす恐れがある面積閾値を予め設定しておき、求めた面積がその閾値を超えるときに、ピッキング不能と判断するので、荷崩れの発生を確実に防止することができる。 In addition, since an area threshold value that may cause load collapse is set in advance and it is determined that picking is impossible when the obtained area exceeds the threshold value, occurrence of load collapse can be reliably prevented.
さらに、ピッキング不能情報出力手段により、ピッキング不能である場合には、作業員が、物品の積載状態の修正作業などの次善の対応作業に迅速に対応することが可能となる。 Furthermore, when picking is impossible by the picking incapability information output means, it is possible for a worker to quickly respond to a second-best handling work such as a work for correcting an article loading state.
このように、本発明によれば、積付けエリアへの物品の積載がランダムな場合や、搬送中に物品の位置がずれたような場合においても、荷崩れを起こすことなく自動ピッキングを行うことができる、という優れた効果が得られる。 As described above, according to the present invention, automatic picking can be performed without causing collapse even when the article is randomly loaded on the loading area or when the position of the article is shifted during transportation. The excellent effect of being able to be obtained is obtained.
なお、本発明は上述した実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更できることは勿論である。 In addition, this invention is not limited to embodiment mentioned above, Of course, it can change variously in the range which does not deviate from the summary of this invention.
１ 物品
２ パレット
４ ピッキングロボット
５ 台座部
６ アーム部
７ 把持部
１０ ピッキングシステム
１２ パレットコンベア
１４ ロボット・搬送制御装置
１６ 搬出コンベア
２０ ピッキング順序決定装置
２１ 撮像装置
２２ 情報処理装置
２４ ホストコンピュータ
２６ 物品情報データベース
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (8)
（ａ）前記積付けエリアの最上段に位置する物品の位置及び姿勢を検出し、
（ｂ）各物品の位置及び姿勢に基づいて、ピッキングロボットが前記積付けエリアから物品を取り出した場合における各物品の相互間の干渉度を求め、
（ｃ）該干渉度に基づいてピッキング順序を決定し、
（ａ１）前記（ａ）の段階において、前記積付けエリア上の最上段に位置する物品の平面視における位置及び姿勢を検出し、
（ｂ１）前記（ｂ）の段階において、仮想的に前記ピッキングロボットにより一の物品を積付けエリアから取り出した場合において平面視における前記一の物品の通過領域が残りの他の物品と干渉する面積を、前記干渉度として、前記複数の物品の各々について求め、
（ｃ１）前記（ｃ）の段階において、前記（ｂ１）の段階で求めた面積が最小となる物品をピッキング順序の１番と決定するとともに、ピッキング順序が決定された物品を除いた場合の残りの物品について、前記（ｂ１）の段階と同様に面積を求め、求めた面積が最小となる物品を次のピッキング順序として、順次２番目以降のピッキング順序を決定する、ことを特徴とする請求項１に記載のピッキング順序決定方法。 A method of determining a picking order when picking the article from the loading area by a picking robot that picks the article from a loading area where a plurality of articles are loaded and sequentially transfers it to the unloading position. ,
(A) detecting the position and posture of an article located at the top of the loading area;
(B) Based on the position and orientation of each article, obtain the degree of interference between the articles when the picking robot removes the article from the loading area,
(C) determining a picking order based on the degree of interference ;
(A1) In the step (a), the position and posture of the article located in the uppermost stage on the loading area in plan view are detected,
(B1) In the step (b), when one article is virtually taken out from the stacking area by the picking robot, the area where the passage area of the one article in plan view interferes with the remaining other articles For each of the plurality of articles as the degree of interference,
(C1) In the step (c), the article having the smallest area determined in the step (b1) is determined as the first picking order and the remaining items when the articles whose picking order is determined are excluded The second picking order is sequentially determined with the article having the smallest area determined as the next picking order in the same manner as in the step (b1). 2. The picking order determination method according to 1.
前記積付けエリアの最上段に位置する物品の位置及び姿勢を検出する物品検出手段と、
各物品の位置及び姿勢に基づいて、ピッキングロボットが積付けエリアから物品を取り出した場合における各物品の相互間の干渉度を求め、該干渉度に基づいてピッキング順序を決定する順序決定手段と、を備え、
前記物品検出手段は、前記積付けエリアの最上段に位置する物品の平面視における位置及び姿勢を検出し、
前記順序決定手段は、
（Ｓ１）前記物品検出手段により検出した各物品の位置及び姿勢に基づいて、仮想的に前記ピッキングロボットにより一の物品を積付けエリアから取り出した場合において平面視における前記一の物品の通過領域が残りの他の物品と干渉する面積を、前記複数の物品の各々について求める処理、
（Ｓ２）前記（Ｓ１）において求めた面積が最小となる物品をピッキング順序の１番と決定する処理、および
（Ｓ３）ピッキング順序が決定された物品を除いた場合の残りの物品について、前記（Ｓ１）の処理と同様に面積を求め、求めた面積が最小となる物品を次のピッキング順序として、順次２番目以降のピッキング順序を決定する処理、を実行する、ことを特徴とするピッキング順序決定装置。 The picking robot picking the articles from the loading area where a plurality of articles are placed and sequentially transferring them to the unloading position determines the picking order of the picking robot when picking the articles from the loading area A device that performs
Article detection means for detecting the position and posture of an article located at the top of the loading area;
Order determining means for obtaining the degree of interference between the articles when the picking robot takes out the article from the loading area based on the position and orientation of each article, and determining the picking order based on the degree of interference; Bei to give a,
The article detection means detects a position and a posture in a plan view of an article located at the uppermost stage of the loading area;
The order determining means includes
(S1) Based on the position and orientation of each article detected by the article detection means, when one article is virtually taken out from the loading area by the picking robot, the passage area of the one article in plan view is Processing for determining an area that interferes with the remaining other articles for each of the plurality of articles;
(S2) a process of determining the article having the smallest area determined in (S1) as the first picking order; and
(S3) For the remaining articles excluding the articles for which the picking order has been determined, the area is obtained in the same manner as in the process of (S1), and the article having the smallest area is set as the next picking order in order 2. A picking order determination apparatus, characterized by executing a process for determining a picking order after the th.
請求項３〜５のいずれかに記載のピッキング順序決定装置と、を備え、
前記ピッキングロボットは、前記ピッキング順序決定装置により決定したピッキング順序に従って前記積付けエリアから前記物品をピッキングする、ことを特徴とするピッキングシステム。 A picking robot that picks the article from a loading area where a plurality of articles are placed and sequentially transfers the article to an unloading position;
A picking order determination device according to any one of claims 3 to 5 ,
The picking system, wherein the picking robot picks the article from the loading area according to a picking order determined by the picking order determining device.
（Ｓ１）前記積付けエリアの最上段に位置する物品の平面視における位置及び姿勢に関するデータを受け、仮想的に前記ピッキングロボットにより一の物品を積付けエリアから取り出した場合において平面視における前記一の物品の通過領域が残りの他の物品と干渉する面積を、前記複数の物品の各々について求める処理、
（Ｓ２）前記（Ｓ１）において求めた面積が最小となる物品をピッキング順序の１番と決定する処理、および
（Ｓ３）ピッキング順序が決定された物品を除いた場合の残りの物品について、前記（Ｓ１）の処理と同様に面積を求め、求めた面積が最小となる物品を次のピッキング順序として、順次２番目以降のピッキング順序を決定する処理、をコンピュータに実行させる、ことを特徴とするピッキング順序決定プログラム。 The picking robot picking the articles from the loading area where a plurality of articles are placed and sequentially transferring them to the unloading position determines the picking order of the picking robot when picking the articles from the loading area A program for causing a computer to execute processing to be performed,
(S1) When the data regarding the position and posture in plan view of the article located in the uppermost stage of the loading area is received, and the article in the plan view is virtually taken out from the loading area by the picking robot, A process for obtaining, for each of the plurality of articles, an area where the passage area of the article interferes with the remaining other articles;
(S2) a process of determining the article having the smallest area determined in (S1) as the first picking order; and (S3) the remaining articles when the articles whose picking order is determined are excluded ( Picking characterized in that the area is obtained in the same manner as in the processing of S1), and the computer executes the process of sequentially determining the second and subsequent picking orders with the article having the smallest obtained area as the next picking order. Order determination program.
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