JP6961167B2 - 視覚ベースのコンベヤパッケージ管理システム - Google Patents

Description

（関連出願の相互参照）
本出願は、２０１４年１２月３１日に出願された米国仮出願番号６２１２４７３５号の明細書に基づいて優先権を主張するものであり、その全体の内容が参照によりここに組み込まれる。

本発明は、コンベヤシステムの性能及びスループットを向上させるために使用される視覚システムの分野に関する。

搬送システムは、下流側ソーティングシステムによって処理される搬送システムにおける物品の整列及び間隔調整機能を提供する場合が多い。従来の搬送システムは、典型的には、誘導サブシステムを離れる物品が物品間に所望の長さに近いギャップを有するように物品を制御することを含む。所望のギャップは、ギャップを規定する１対以上の物品の長さ及び／又は幅に応じて変化可能であってもよく、又は所望のギャップが一定であってもよい。所望のギャップの長さを決定するために使用される基準にかかわらず、ギャップは、物品のソーティングを容易にする目的に役立つ。ソーティングされる物品がその間に一定の最小ギャップを有すれば、ソーティングシステムは、より効率的に機能する場合が多い。しかしながら、ギャップが当該最小ギャップを超えた場合、一般に搬送システムのスループットが低下する。ソーティング及びシンギュレーター装置へのスループットを最大にしながら仕分け基準のバランスがとれたギャップを生成することが望ましい。しかしながら、パーセルがトラックアンロードステーションのような様々な供給ポイントから複数のコンベヤに供給される導入ポイントにおいて、コンベヤの所定エリアにできるだけ多くのパーセルを移動することによって最大の効率が達成される。

様々なインフィードベルトに搬入される製品の量の変動性のため、搬送システムの異なる合流エリアにおいて不均衡が発生し、コレクタベルト、シンギュレーターベルト及びソーティングエリアに大きなオープンスポットが生じる。この事実は、非効率、設備に対する不必要な投資、及びソーターへの全体的スループットの低下を引き起こす。従来の流量管理システムは、パッケージを計数し、及び／又はコンベヤの速度を制御してパッケージに方向付け又は単一化させ、処理するためにパッケージの間に所望の最小ギャップを生成する。このような装置の例は、以下の特許及び／又は刊行物に記載されている。

米国特許第５１６５５２０号は、パーセルをベルトに配置する搬送システムを開示し、パーセルの重なり又は混雑を認識し、問題のあるパーセルを転向させるカメラシステムを含む。米国特許第８０６１５０６号は、光センサ又はカメラにより集められた情報を利用して物品をコンベヤに合流させ、コレクタベルトにおけるガスを検知又は生成し、供給ベルトからのパッケージでこれらのギャップを充填することを開示している。しかしながら、Ｓｃｈａｆｅｒは、カメラ又は光センサからの情報を処理してその濃度を制御する方法については論じていない。ＷＯ２０００６６２８０の公報は、カメラを用いてパーセルの数を判定し、この情報を利用してパーセル供給コンベヤ、加速コンベヤ、バッファコンベヤ、シンギュレーター及び輸送コンベヤのようなスピードコンベヤを制御するシステムを開示している。しかしながら、この文献は、コレクタにおける又はシンギュレーターの直前における占有率の関数としてコンベヤにおけるカバーされるエリアを最大にするために、搬送速度を制御するという考えを開示も示唆もしていない。米国特許第６４７１０４４号は、コンベヤの所定エリアにおけるパッケージの密度ではなく、画像が制御システムに転送され、その画像を解釈し、パッケージの数及び平均サイズを判定することによって、パーセル供給コンベヤ、バッファコンベヤ、加速コンベヤ、シンギュレーター及び輸送コンベヤの速度を調整することを開示している。米国特許第５１４１０９７号は、カメラによって提供される画像を解析し、当該画像内に存在するパッケージの数の表示を提供し、所望のスループットを得るためにコンベヤの速度を向上させることを開示している。米国特許第６４０１９３６号は、物品の流れをモニターし、シンギュレーター、ホールドアンドリリース（ｈｏｌｄ−ａｎｄ−ｒｅｌｅａｓｅ）、又は粗大シンギュレーターの下流側にあるストリップコンベヤが共に使用されるシステムを通過する個々のアイテムを識別及び／又は追跡するための検出システムを開示し、制御システムが当該検出システムと組み合わせて利用され、コンベヤの速度を増加させることによってシステムを通過する物品の流れを調整する。

流量管理は、リニアパーセルシンギュレーターを組み込んだシステムの基本コンポーネントである。流量条件は、典型的には、システムへのインプット流量を制御するために、１つ以上の分離装置又はアキュムレーター装置によって制御される。シンギュレーターは、システム内のバッファリング要素として機能するが、その自身の容量制限があり、過剰供給を避けるためには、ある程度の流量管理が必要である。シンギュレーターは、パーセルの単列流れのみが流出可能である。過剰の流量がインプットされると、パーセルは再循環される。過剰のインプット流量が継続する場合、過剰のアイテム数がシンギュレーター内に蓄積し、最終的にジャム、又は過度のパーセル圧力及び損傷に繋ぐ。

従来のシステムは、カートンフィート（ｃａｒｔｏｎ ｆｅｅｔ）又はコンテナアンロードコンベヤから降ろされたパーセルを計数する方法を利用して、アンロードコンベヤの速度を調整し、インプット流量をシンギュレーター及びソーターの管理可能なレベルに維持する。目標は、過剰提供することなくシステムの提供を維持することである。しかしながら、これらの既存方法は、非常に不正確であり、過剰提供を避けるために、アルゴリズムに使用される計算は、過剰提供を回避するため、非常に保守的でなければならない。現在のＦＤＸＧシステムは、毎分５４０フィート（ｆｐｍ）、ギャップ１２インチ、２０インチの平均で、１時間あたり１２，１５０パーセル（ｐｐｈ）のソーター容量を有する。結果的に、システムのスループット効率が制限され、一般に持続的な実行能力がソーター容量の約６０％に過ぎないと予想される。シンギュレーター装置又はレシーバの上流側におけるコンベヤの所定エリアのパッケージの占有率及び密度を最大化にする制御システムが必要とされている。

視覚ベースのバルクパーセルフロー管理システムは、ベルト面積の利用及びパーセルの計数を認識するカメラベースの視覚システムを含むか、又はそれによって構成される。カメラを備えたシステムは、フローのエントリポイント及びシンギュレーターに位置する。制御アルゴリズムは、個々のアイテムと、個々の物体が通過する速度と、コレクタベルトのエリア利用との認識を要求する。平均パーセルサイズを考慮することもできる。本発明は、コンベヤエリアを増大させ、密度を制御するための手段を提供する。また、ビデオベースのコンベヤパッケージ管理システムは、デジタル画像又は底面積によって、コンベヤにおけるパッケージ、パーセル、又は他のアイテムを識別し、位置を突き止め、又は追跡することができる。

例えば、選択されたエリア及び速度の制御コンベヤにおいて、現在ＦＤＸＧの要求は、１時間あたり８２５０パーセル、２スライス（１分）で、１０分にわたって１時間に７，５００パーセル、（１０分間の試験において７５００／１２１５０＝０．６２＝６２％の効率である）。本発明は、利用可能なコンベヤ表面のエリア利用率を制御して、同一のコンベヤにおいて１時間当たり９，３７５パーセルに相当する７５％の効率まで達する手段を提供する。更に、本発明によるエリア利用率を有するビデオベースのコンベヤパッケージ管理システムコンベヤの場合、１５％の増加で、１時間当たり８，６２５パーセルとなる。

ベルト利用率及びスループット率の両方の観点から、カメラは、プロセス制御アルゴリズムを含むコンピュータと有線又は無線通信する選択された個々のインプットポイントに設置され、搬入流量密度を検知する。これらの測定は、パーセルのインプット流量を低減させるように変更を行うために利用することができ、流量があまりにも少ない又は多いとき、供給ラインの停止を要求する場合がある。同様に、流量の欠如が検知され、選択されたインプットコンベヤ又は複数のインプットコンベヤの速度の増加を促す場合もある。

シンギュレーターの表面を観察するために配置されたカメラは、主にエリアカバレッジの検知に基づいてバッファ容量の使用率を評価するために同様に利用される。このフィードバックは、インフィードラインの動作をダイナミックに調整するために使用される。ウェブカムの使用は、システム制御空間の可視性及び記録の面で更なる利点を提供する。システムをチューニングするために使用されるパラメータの変化は、より効率的な方法で推定することができる。ジャム及び他のシステム障害がよりよく検知される。

コンピュータベースのコンベヤパッケージ管理システムと通信する複数のカメラは、パッケージ処理システムにおけるインフィードコンベヤ、コレクタコンベヤ、シンギュレーターコンベヤ及びソーティングコンベヤの所定エリアに存在するパッケージの数量及びサイズをモニターするビデオカメラを含み、当該カメラのデータを収集及び分析し、コンベヤにおける利用可能なエリア又はスペース、及びその上のパッケージの密度を測定することによって、選択されたコンベヤ（複数のコンベヤ）におけるパッケージの所望の密度を最大化する。パッケージを供給する供給コンベヤの数及び各コンベヤの搬送速度は、コレクタにおける又はシンギュレーターの直前における占有率の関数として制御される。コンピュータは、カメラパッケージ密度情報をコンベヤ速度コントローラに提供し、パッケージを１つ以上の供給コンベヤからコレクションコンベヤに導入する。これらのパッケージは、１つ以上のカメラによって検出され、選出された複数のコンベヤの速度は、パッケージが最適な間隔で配列され、且つコンベヤにおけるパッケージの密度及びシステムのスループットを最大化にする最も効率的な方法でコンベヤのエリアを充填するように制御される。こうすることによって、システムに必要なコンベヤの数を最小化にする。コンピュータが１つのコンベヤベルト、例えば、コレクタベルトに十分なスペースがあると判断したとき、コンピュータは、１つ又は複数のパッケージを追加するように制御部に指示し、コレクタベルトにおけるスペース又は空きエリアに１つ又は複数のパッケージを追加するようにインフィードベルトを動作させる。

本発明によれば、ビデオ／カメラベースのコンベヤパッケージ管理システムが提供される。当該システムは、ビデオコンピュータ及びカメラ、又は他のデジタル或いはピクセル検出及び／又は記録装置と、個別の速度コントローラを有する個別のモータによって独立して駆動されるコンベヤの別個のセクションを含む少なくとも１つのコレクタコンベヤと、コレクタコンベヤの選択された側にパッケージを詰めることができるスキューローラ（skewed rollers）のような手段を有するコレクタコンベヤの選択された複数のセクションと、個別の速度コントローラを有する個別のモータによって独立して駆動されるコンベヤの別個のセクションを含む多数のインフィード又はインダクションコンベヤと、コレクタコンベヤと合流する各インフィードコンベヤの合流エリアに導くコレクタコンベヤのエリアをモニターする第１ビデオカメラと、コレクタコンベヤと合流する各インフィードコンベヤの合流エリアに導くインフィードコンベヤのエリアをモニターする第２ビデオカメラと、接近するインフィードコンベヤにおけるパッケージの底面積と比較して所定のコレクタセクションにおける、ピクセル単位で計算されたフリースペースの量に基づいて、様々なコンベヤのセクションとインフィードコンベヤのセクションとの速度及び動きを制御することができるビデオコンピュータ内のアルゴリズム制御プログラムと、を含むか、それらによって構成される。

視覚ベースのバルクパーセルフロー管理システムの１つの好ましい実施形態は、それぞれ独立した駆動モータを有する供給コンベヤ及び受取コンベヤと、供給コンベヤと受取コンベヤとの間の移行ゾーンと、選択された移行ゾーンのカメラ視野と、式Ｖ２＝Ｖ１×２×（ＤＯ％）／（ＲＣＯ％＋ＦＣＯ％）（ここで、Ｖは容積、ＤＯは所望の占有率、ＲＣＯは受取コンベヤの占有率、ＦＣＯは供給コンベヤの占有率）に従って下流側の受取コンベヤにおける所望のコンベヤエリア利用を達成するためのインライン供給コンベヤ速度と、選択された視野を提供するカメラと、選択された占有規定ゾーンを有する供給コンベヤと、合流後の所望の占有率の一定の割合を含む選択されたセクションと、選択された占有規定ゾーンを有する受取コンベヤと、選択された位置に所望の占有ゾーンを含むコンベヤエリアと、パーセルを相互合流させるための供給コンベヤと受取コンベヤとの間の移行セクションと、供給コンベヤから追加のパッケージを挿入するために十分なスペースを有する受取コンベヤにおけるパッケージの間のギャップを識別するカメラから受信した信号に基づいてコンベヤの速度及び移動を制御するコンピュータと、を備えるか、又はそれらによって構成される。

より具体的には、ビデオベースのコンベヤエリア利用システムは、供給コンベヤと、個別の速度コントローラを有する個別のモータによって独立して駆動されるコンベヤモジュールの別個のセクションを含む受取コンベヤを有する受取コンベヤと、独立した速度コントローラを有する個別のモータによって独立して駆動される少なくとも１つのセクションを含む少なくとも１つの供給コンベヤと、受取コンベヤの下流側にある少なくとも１つのシンギュレーターと、受信コンベヤの選択されたエリアをモニターし、受取コンベヤの占有率（ＲＣＯ％）を決定する視野を提供する第１ビデオカメラと、供給コンベヤの選択されたエリアをモニターし、供給コンベヤの占有率（ＦＣＯ％）を決定する視野を提供する第２ビデオカメラと、供給コンベヤにおける搬送されるパッケージの面積に比べ、所定の受取部における利用可能なフリースペースの面積の計算量に基づいて、受取コンベヤの受取コンベヤ速度及び供給コンベヤの供給速度を制御することができるビデオコンピュータ内の制御プログラムと、受取コンベヤにおける利用可能エリアを測定するため、デジタルカメラデータに基づいて供給速度が計算及び制御され、シンギュレーターにおける利用可能エリアを測定するため、デジタルカメラデータに基づいて受取コンベヤの速度が計算及び制御され、公式Ｖ２＝Ｖ１×２×（ＤＯ％）／（ＲＣＯ％＋ＦＣＯ％）（ここで、Ｖは容積、ＤＯは所望の占有率、ＲＣＯは受取コンベヤの占有率、ＦＣＯは供給コンベヤの占有率）に従って、選択された下流側コンベヤにおける所望なコンベヤエリア利用を実現するように制御された供給速度及び受取コンベヤの速度と、単縦列の物品と隣接して横で走行する物品を除去しながら前方方向に単縦列の物品を搬送するコンベヤ機構を有するシンギュレーターと、を備えるか、それらによって構成され、コンベヤ機構は、平面視において並列に配置され、相互的近接に隣接する位置にある第１及び第２搬送レーンをそれぞれ形成する第１及び第２従動コンベヤ構造を有し、第１及び第２搬送レーンは、互いに発散する第１及び第２搬送力をそれぞれ提供し、第１搬送力は、前方方向の成分を含み、第２搬送力は、第１レーンから離れて延びる横方向の成分を含み、第１レーンに接触しないように物品を第１レーンから離れるように移動させる。

本発明の目的は、ビデオカメラを含むビデオベースのコンベヤパッケージ管理システムを提供することであって、前記ビデオカメラは、コレクタコンベヤ、シンギュレーターコンベヤ及びソーターに沿った全ての供給コンベヤの合流エリアにおけるパッケージをモニターし、低密度エリアを識別し、選択されたコンベヤの起動及び速度を制御してコンベヤの所定エリアのアイテムの密度を増加させる。

本発明の目的は、コンベヤをモニターする各ビデオカメラからの情報をピクセル毎に分析することに基づいて、コンベヤにおけるパッケージによってカバーされているエリアを空きエリアに比べることによって、コンベヤにおける空き又は未使用エリアを計算するコンピュータアルゴリズム及びソフトウエアを利用するビデオベースのコンベヤパッケージ管理システムを提供することである。

本発明の目的は、ビデオベースのコンベヤパッケージ管理システムを提供することであって、当該システムにおいて、ビデオカメラは、カメラからのデータを収集し、システムにおける選択された供給コンベヤの速度信号を出力し、パーセルでコレクタコンベヤにおける大きなスペースを充填することによって特定のエリアの選択された密度が６０％以上達するようにするコンピュータとインターフェイスで接続する。

本発明の目的は、パッケージ、パーセル、バッグ、封筒、箱、又は他の物品によってカバーされているコレクタコンベヤ、シンギュレーターコンベヤ、及び他のコンベヤの表面積の割合を判定するビデオベースのコンベヤパッケージ管理システムを提供することである。

本発明の目的は、コンベヤに収容されているアイテムの数を計数し、識別するビデオベースのコンベヤパッケージ管理システムを提供することである。

本発明の目的は、コンベヤにおけるパッケージ、パーセル、又は他の物品を、そのデジタル画像又は底面積によって識別、配置又は識別するビデオベースのコンベヤパッケージ管理システムを提供することである。

本発明の目的は、カメラがコレクタコンベヤへの各インプットソースに配置され、システムを通過するパッケージの流量を最大にするように、コレクタコンベヤの速度に合わせて各インプットコンベヤの速度を制御することができるコンベヤシステムへのインプット流量を調整するビデオベースのコンベヤパッケージ管理システムを提供することである。

本発明の目的は、摩擦、スキューローラ、ベルト、又は傾斜面によって、コレクタコンベヤの一方側にパッケージを押し付け、コレクタコンベヤに既に存在するパッケージの横にある空きエリアにパッケージを追加するように、その後のインフィードコンベヤをさせるビデオベースのコンベヤパッケージ管理システムを提供することである。

本発明の目的は、物体の数、物体の平均サイズ、及びコンベヤエリア利用を検知するビデオベースのコンベヤパッケージ管理システムを提供することである。

本発明の目的は、シンギュレーター装置の表面エリアカバレッジを判定するために使用される視覚ベースのシステムを提供することである。

本発明の目的は、コンベヤに収容されているアイテムの数を計数するために使用される視覚ベースのシステムを提供することである。

本発明の目的は、コンベヤシステムへのインプット流量を調整するために使用される視覚ベースのシステムを提供することであって、カメラは、各インプットフローソースに配置され、システムへのインプット流量を最大にするように、各インプットの制御を可能にする。

本発明の目的は、物品の数、物品の平均サイズ、及びコンベヤエリア利用を検知する視覚ベースのシステムを提供することである。

本発明の目的は、ビデオフローによって制御されるエリア利用に基づく視覚フロー管理制御システムを提供することである。

本発明の目的は、コンベヤシステムの蓄積エリアの充満度を判定するカメラベースのシステムを提供することであり、より具体的には、パーセルシンギュレーターの充満度を判定する。

本発明の目的は、イーサネット（登録商標）、ＷＩＦＩ、ブルートゥース（登録商標）、及び他の、携帯電話、タブレット、ラップトップコンピュータ、及びコンピュータシステムと通信することができる他の視覚補助コンピュータベースのデバイス等のスマート電子装置を通じて、コンベヤ制御システムを定義、制御、及びコンベヤ制御システムと一体化するためのカメラ及びコンピュータプロセッサ及びインターフェイスを含む視覚ベースのフロー管理システムを提供することである。

本発明は、それぞれ独立した駆動モータを有する供給コンベヤと受取コンベヤとの間の移行ゾーンを選択するステップと、選択された移行ゾーンを観察するカメラ視野を選択するステップと、各カメラにＩＰアドレスを指定するステップと、公式Ｖ２＝Ｖ１×２×（ＤＯ％）／（ＲＣＯ％＋ＦＣＯ％）（ここで、Ｖは容積、ＤＯは所望の占有率、ＲＣＯは受取コンベヤの占有率、ＦＣＯは供給コンベヤの占有率である）に従って下流側受取コンベヤにおける所望のコンベヤエリア利用を達成するようにインライン供給コンベヤ速度を設定するステップと、カメラの視野の割合を選択するステップと、供給コンベヤの占有規定ゾーンの割合を選択するステップと、合流後に所望の占有率を選択するステップと、受取コンベヤの占有規定ゾーンにパーセルを供給するステップと、パーセルを選択された位置の所望の占有ゾーンに向けて搬送するステップと、供給コンベヤと受取コンベヤとの間の移行ゾーンでパーセルを合流させるステップとを含む、又はこれらによって構成される可視管理システムを有するバルクパーセルフローを管理する新規な方法を含む。

本発明の他の目的、特徴及び利点は、添付の図面と合わせて、以下の詳細な説明によって明らかになるであろう。

本発明のより良い理解は、添付の図面と合わせて以下の説明を参照することによって得られるであろう。図面を通して同様の参照番号は同様の部分を示す。

本発明のビデオベースのコンベヤパッケージ管理システムの上面図であり、視覚ベースのバルクパーセルフロー管理システムのカメラ視野を示しており、インラインコンベヤ速度は、カメラ視野の割合、供給コンベヤ占有規定ゾーンの割合、受取コンベヤ占有規定ゾーンの割合、及び合流後の所望の占有率の割合を含む下流側コンベヤにおける所望のコンベヤエリア利用を達成するように設定される。 供給コンベヤと受取コンベヤ、及びシンギュレーターを示すリニアパーセルシンギュレーターに適用されるコンベヤシステムの断面の斜視図であり、ローラコンベヤ及びベルトコンベヤは、独立したモータを利用してパーセルを搬送、配置、及び分離する。コンベヤエリア利用の原理、及び選択されたコンベヤの流入ポイントに配置されたカメラを有するシステムを利用したパーセル計数は、効率的にシンギュレーター又は他のソーティング装置に供給するように制御することができる。 供給コンベヤ及び受取コンベヤの移行セクションのカメラ視野を示す図であり、多数のカメラの各々は、供給コンベヤの占有ゾーン、及び上流側コンベヤと下流側コンベヤとの合流の移行ポイントにおける受取コンベヤの占有規定ゾーンを定める視野を提供する。 コンベヤのスキューローラセクションと、並列及び隣接する再循環ベルトのベルトセクションとの両方の視野の斜視図である。 サイド移送供給コンベヤと交差するコレクタコンベヤとの合流を示す上面図であり、コンベヤの速度は、受取コンベヤの占有規定ゾーンと、供給コンベヤの占有規定ゾーンとの交差点におけるカメラの視野、及び合流後の所望の占有率に基づいて、コレクタコンベヤの下流側部分における所望のコンベヤエリア利用を達成するように設定される。 トレーラドックからソーターへのバルク供給システムに適用される視覚ベースのバルクパーセルフロー管理システムを示す概略図であり、様々な位置におけるコンベヤの充満度とシンギュレーターの充満度に基づいて複数の個別のインプットを調整する制御システムを含む。コンベヤの速度は、シンギュレーターの充満度及びシンギュレーターの直前の占有率の関数として調整される。 受取コンベヤ占有ゾーン及び供給コンベヤ占有ゾーンを示すモニター構成ウィンドウを示し、各ゾーンは、サイズ変更したり、一緒になるように移動したり、又は異なる場所へ移動したり、オーバーラップしたりすることができる。 トレーラアンロード供給コンベヤからシンギュレーターを通し、再循環ループを含む、視覚ベースのバルクパーセルフロー管理システムを示す俯瞰図である。 モジュラセクションを有するコレクタコンベヤと合流する供給コンベヤを示す図である。 コレクタコンベヤと並列の供給コンベヤにおける前進するパッケージを示す上面図である。 コレクタコンベヤと並列の供給コンベヤにおける前進するパッケージを示す上面図であり、コレクタコンベヤのセクションは、供給コンベヤによって搬送される物品を受け取るためのスペースを可能にするように制御される。 コレクタコンベヤと並列の供給コンベヤにおける前進するパッケージを示す上面図であり、供給コンベヤによって搬送された物品は、コレクタコンベヤの受取セクションに配置される。 コレクタコンベヤと並列の供給コンベヤにおける前進するパッケージを示す上面図であり、供給コンベヤによって搬送される物品は、コレクタコンベヤで搬送される複数の物品の前方の位置に挿入される。 コレクタコンベヤにおける前進する複数のパッケージを示す上面図であり、一定角度の供給コンベヤ及びサイド供給コンベヤは、コレクタコンベヤの空きエリアにパッケージを挿入するように制御される。 スキューローラを利用してコンベヤパッケージの整列を示す上面図である。 整列させるためにスキューローラを利用してパッケージを側壁に押し付けるコンベヤの斜視図である。 本発明によるシンギュレーターを有するコンベヤシステムの平面図である。 図１７の矢印３−３方向の断面図である。 シンギュレーターと除去シュートとを備える本発明の除去コンベヤの上面図である。 シンギュレーターコンベヤの上面平面図であって、前方方向に、及び内壁に沿って延在する高摩擦コンベヤを有する内壁から横方向に離れるようにパーセルに付勢するために角度を有するオフセット低摩擦コンベヤローラの内側列を有する第１搬送面と、前方方向に、及び並列に設置された内壁コンベヤを向けて横方向にパーセルを移動させる中央の低摩擦オフセットコンベヤローラの列を有する第２搬送面と、並列に及び前記第２搬送面の外縁に整合して設置されたベルトを有する高摩擦搬送面と、を示す。 搬送されるパッケージを示す上面図である。 図２１の正面端面図である。 図２２と同様の図であり、除去シュートに転倒するパッケージを示す。 図２１と同様の図であり、外側高摩擦コンベヤの一部の上に延在している外側パッケージと並列関係であって、コンベヤから除去シュートに引き離される、シンギュレーターで搬送されているパッケージを示す。 視覚フローシンギュレーター管理システムと組み合わせて利用されるシンギュレーター搬送システムの概略上面平面図であって、搬送されてシステムを通過するパッケージを示す。 内側搬送面における高摩擦ベルトを利用する除去コンベヤの３つの搬送レーンの間の関係を示す部分端面図である。

本発明によれば、視覚ベースのバルクパーセルフロー管理システムが提供される。

図１〜図２に示すように、コンベヤシステムセクション１０は、封筒、郵便物、パーセル、パッケージ、バッグ、ドラム、箱、又は不規則な形状の物品などを搬送及び分離するためのベルト及び／又はコンベヤローラを有する複数のコンベヤモジュール又はセクションを備えている。図示されているように、リニアパーセルシンギュレーター８と再循環コンベヤ１４とは、流れ連通している。複数のカメラは、移行エリア７０又は１つのコンベヤから他のコンベヤへの物品の合流の移行ポイントのような選択された占有規定ゾーンの視野を提供する。独立したモータは、特定のカメラが割り当てられたＩＰアドレスを通じてアクセス可能なゾーンを生成するコンベヤモジュール又はセクションを駆動する。

視覚ベースのバルクパーセルフロー管理システム５は、視覚ベースのコンベヤシステムのセクション１０を含むか、それによって構成される。当該視覚ベースのコンベヤシステムにおいて、複数のカメラ２０は、少なくとも１つの供給コンベヤ１１及び１つの受取コンベヤ１３を取り入れている基本又は主要コンベヤコレクタコンベヤ（conveyor collector conveyor）の上方でパーセルを検出する。受取コンベヤ１３は、シンギュレーター８と、ホールドアンドリリース（hold-and-release）コンベヤと、アキュムレーターと、及び／又は一般に供給コンベヤ１１の下流側にあって、シンギュレーター８と直線的に整列しているように示されているストリップコンベヤと共に使用される。これらのコンベヤは、ローラ及び／又はベルトを使用し、各ユニットは、少なくとも１つの独立したモータによって駆動され、選択された起動率で、又は１つ以上の選択されたコンベヤの所望の占有率に基づいて、パーセルを搬送、配置及び分離する。このように、隣接する上流側又は下流側のコンベヤと独立して各コンベヤの占有率を制御することができ、特定のコンベヤの占有エリアを増加させるために、搬送システムにおける多数のコンベヤを起動、停止、又は速度を増減させることができる。コンベヤシステムセクション１０は、独立したモータ駆動のコンベヤゾーンを利用する。

コンベヤシステムセクション１０は、少なくとも１つの供給コンベヤ１１と下流側受取コンベヤ１３とを含む。選択されたインライン供給コンベヤ速度は、式Ｖ２＝Ｖ１×２×（ＤＯ％）／（ＲＣＯ％＋ＦＣＯ％）（ここで、Ｖは容積、ＤＯは所望の占有率、ＲＣＯは受取コンベヤの占有率、ＦＣＯは供給コンベヤの占有率）に従って、選択された下流側受取コンベヤ１３における所望のコンベヤエリア利用を達成するように設定される。移行セクション、ゾーン、又は供給コンベヤ１１と受取コンベヤ１３との合流ポイント７０の後端の選択された位置における集中的な所望の占有ゾーン１９に向けてパーセルが搬送されるとき、受取コンベヤ占有規定ゾーン１７に供給されるパーセルの所定容積Ｖ２のため、供給コンベヤ占有ゾーン１５が設けられ、カメラ２１は、コンベヤ占有ゾーン１５の視野を提供するために利用される。

より具体的には、図３に示すように、コンベヤシステムセクション１０の選択された移行セクション７０に焦点を当てる複数のカメラが示されている。カメラ２１は、供給コンベヤ占有規定ゾーン１５及び受取コンベヤ占有規定ゾーン１７に焦点を合わせ、パーセルがコレクションコンベヤ１２又は他の下流側コンベヤのような供給コンベヤ１１から受取コンベヤ１３に移動するコンベヤシステムの一部の視界を提供する。下流側カメラ２２及び２３は、コンベヤシステム５の他の移行ポイント７２と７３とのそれぞれにおける下流側占有ゾーンに焦点を合わせる。個々のコンベヤの速度は、集中的な所望の占有ゾーンにおいて所望のコンベヤエリア利用を達成するように設定される。つまり、Ｖ２＝Ｖ１×２×（ＤＯ％）／（ＲＣＯ％＋ＦＣＯ％）である。

カメラ２０は、複数のゾーンにわたって占有率を測定することができる。図４に示すように、コンベヤのスキューローラセクション１６の占有率が測定されるとともに、再循環ベルトセクション１４の占有率も測定される。

図５は、物品６６を搬送するサイド移送供給コンベヤ３１が、９０度の角度で流通コレクションコンベヤ１２と交差することを示している。当然ながら、交差角度は、選択の問題であって、９０度までの任意の角度であってもよい。サイド供給コンベヤ３１は、物品６７を受取、又はコレクションコンベヤ１２に供給するように示されており、サイド供給コンベヤ３１の速度は、受取コレクションコンベヤ１２における所望のコンベヤエリア利用を達成するように制御される。コンベヤ１２及び３１の速度は、カメラ視野６５によって判定され、カメラ視野６５は、供給コンベヤ占有規定ゾーン１５と、移行ポイント７３でコンベヤが合流する前の受取コレクションコンベヤの占有規定ゾーン１７との両方を含み、物品が合流した後の所望の占有ゾーン１９は、選択されたエリアに増加した密度を有する。個々のコンベヤの速度は、集中的な所望の占有ゾーンにおける所望のコンベヤエリア利用を達成するように、式Ｖ２＝Ｖ１×２×（ＤＯ％）／（ＲＣＯ％＋ＦＣＯ％）によって決定される。

視覚ベースのバルクパーセルフロー管理システム５は、トレーラから物品を降ろし、分離及びソーティングプロセスを通して誘導コンベヤに載置する時点からバルク供給システムに適用可能である。図６に示すように、トラック３３から降ろされた物品は、複数の荷降ろし誘導コンベヤ４４，４６，４７，４８，及び５０のいずれか１つから積載される。コンベヤ４４，４６，４７，４８，５０、及びコレクションコンベヤ１２の速度は、合流ポイント又は誘導供給コンベヤ４４，４６，４７，４８，５０、及びコレクションコンベヤ１２のそれぞれの移行ポイント７３，７４，７５，７６，及び７７におけるカメラの視野を提供するカメラ２６，２７，２８，及び２９によって調整される。コレクタベルト１２は、荷降ろし誘導コンベヤに、又は満杯の出力レーンのためにソーターエリアから再循環コンベヤ１４のような他の供給源からの流れに利用されてもよい。誘導供給コンベヤ４４，４６，４７，４８，及び５０は、コレクタコンベヤ１２の速度及びコレクタコンベヤ１２上の物品占有率の関数として調整される。蓄積コンベヤ又はアキュムレーター３５は、シンギュレーターの上流側及びコレクタコンベヤ１２の下流側に配置され、受取コンベヤとして利用されてもよい。供給及び／又はコレクタコンベヤの移動は、シンギュレーターの手前のアキュムレーターコンベヤ３５の関数として、シンギュレーター８にスムーズな供給を提供するように、パッケージに占有されるコンベヤエリアに基づいて調整されてもよい。下流側のシンギュレーター８は、シンギュレーター８上の物品の視野３１９を提供するシンギュレーターカメラ３２と、隣接のアキュムレーターコンベヤ３５から供給され、移行ポイント７８においてシンギュレーター８と合流する物品の視野３２９を提供するカメラ４１とを含む。

視覚ベースのバルクパーセルフロー管理システムを制御するコンピュータ又はマイクロプロセッサ制御システム５００は、シンギュレーターの充満度に基づいて複数の個別のインプットを調整する。供給コンベヤ１１、誘導コンベヤ４４，４６，４７，４８，５０、コレクタコンベヤ１２、再循環コンベヤ１４、シンギュレーター８、及びアキュムレーター３５のコンベヤ速度は、シンギュレーターの充満度及び搬入占有率の関数として制御及び調整される。インラインコンベヤ速度は、下流側コンベヤにおける所望のコンベヤエリア利用を達成するように、式Ｖ２＝Ｖ１×２×（ＤＯ％）／（ＲＣＯ％＋ＦＣＯ％）に従って設定される。ここでは、Ｖは容積、ＤＯは所望の占有率、ＲＣＯは受取コンベヤ（シンギュレーター）の占有率、ＦＣＯは隣接の合流供給コンベヤの占有率である。

視覚制御システムは、ビデオ画像を処理し、規定されたゾーンの占有率を決定することができる複数のスマートカメラモジュール２０を含む。規定されたゾーンは、最適なコンベヤ速度を決めるように、ズームイン又はズームアウトすることによって、又はスマートデバイスのビデオスクリーン上の特定のグリッド又はエリアを選択することによって、各カメラに対して調整することができる。スマートカメラモジュールは、ビデオ画像を処理し、規定されたゾーンの占有率を決定する。カメラＩＰアドレスは、各カメラ２０に対して割り当てられる。例えば、カメラは、簡単な「右クリック」でカメラのＩＰアドレスを定義するようにプログラムされ又は設定されることができる。イーサネット（登録商標）システムは、占有率情報の計算及び所望のコンベヤ速度の計算のために、コマンドＰＣ、ＰＬＤＣ、又はＶＬＣ制御システムを介してコンピュータに信号を伝送する手段を提供する。インターフェイスは、スマートフォン、タブレット、ラップトップ、スマートウォッチ、スタンドアローンの端末及び／又はネットワークを介して実現される。構成ソフトウエアは、制御ゾーンを構成し、制御パラメータをインプットするための便利なインターフェイスを提供する。個々のカメラＩＰアドレスは、視覚システムにおける各カメラに割り当てられる。

視覚ベースのバルクパーセルフロー管理システムは、「モニター」パラメータを定義するための構成ウィンドウを開き、任意のカメラ占有率規定ゾーンに対していつでも占有率を測定するゾーンを定義する手段を含む。図７は、受取コンベヤ占有ゾーンと供給コンベヤ占有ゾーンを示すモニター構成ウィンドウを示し、各ゾーンは、サイズを変更したり、一緒に引き出したり、別々に異なる位置に移動したり、オーバーラップしたりすることができる。特定の移行ポイント用のカメラが選択され、コンベヤエリア利用及び物品の数を判定するために、供給コンベヤ占有ゾーン１５及び受取コンベヤ占有ゾーン１７の視野を提供するように利用される。供給コンベヤの占有ゾーン１５は、画面上エリアのサイズを簡単に調整することによって、コンピュータ、スマートフォン、又はタブレットスクリーン上で選択されたパラメータに従ってサイズ変更することができる。更に、受取コンベヤ占有ゾーンは、同様の方法で引き出す及びサイズ変更することができる。占有率は、コンベヤにおける物品の最高密度を達成するように、選択されたエリアにおいて計算される。

カメラは、ゾーン１７の規定占有率に従って、シンギュレーターコンベヤに供給される物品の所定の容積Ｖ２のために設けられた供給コンベヤ占有ゾーン１５の視野を提供するために利用される。ゾーン１７は、典型的には移行ポイントにあるが、選択されたコンベヤ又は物品の処理サイトの任意の領域又はゾーンにあってもよい。カメラベースの視覚システム５は、ベルトのエリア利用及び物品の数を検知する。視覚システムカメラ２０は、通常、単一又は複数のコレクタコンベヤ１２の流入ポイント１２及びシンギュレーター８に配置される。制御アルゴリズムは、個々のアイテム及び個々の物体が通過する速度と、コレクタベルトのエリア利用との検知を必要とする。平均的な物品の大きさ及び形状も考慮することができる。ビデオカメラ及びコンピュータベースのコンベヤパッケージ管理システムは、パッケージ処理システムにおけるインフィードコンベヤ、コレクタコンベヤ、シンギュレーターコンベヤ、及びソーティングコンベヤに存在するパッケージの数量及びサイズをモニタリングするビデオカメラを含む。前記カメラのデータは、選択されたコンベヤ（複数のコンベヤ）におけるパッケージの所望の密度を維持するためにコンベヤにおける利用可能なエリア又はスペースを計算するために用いられる。個々の物品を、それらのラベル、コード、又は物理的特性によって、荷降ろしトラック及び荷降ろしドックから物品の受け取りから、配送車両のポイントまでの追跡及び／又は追跡することさえ可能である。

例１
図８に示すように、パッケージが貨物搬送車両から降ろされ、コンベヤ１２０〜１３４のセクションのモジュール式ユニットによって構成されたコレクタコンベヤ１２と流れ連通状態である、選択された誘導供給コンベヤ４４，４６，４７，４８、及び５０で搬送される。例えば、誘導供給コンベヤ５０は、コレクタコンベヤセクション１２１と交差し、その上に物品を供給する。誘導供給コンベヤ４８は、コレクタコンベヤセクション１２４と交差し、その上に物品を供給する。誘導供給コンベヤ４７は、コレクタコンベヤセクション１２７と交差し、その上に物品を供給する。誘導供給コンベヤ４６は、コレクタコンベヤセクション１２９と交差し、その上に物品を供給する。誘導供給コンベヤ４４は、コレクタコンベヤセクション１３２と交差し、その上に物品を供給する。リサイクル又は再循環コンベヤ１４は、コンベヤセクション１３４と交差し、物品を供給する。

図９によれば、コレクションコンベヤ１２は、第１供給コンベヤ５０から始まり、選択された幾つかの誘導供給コンベヤ４４，４６，４７，４８、及び５０と交差するアキュムレーター３５及び／又はシンギュレーター８まで延在する。また、リサイクルコンベヤ１４も、アキュムレーター３５に、又はシンギュレーター８の前でコレクションコンベヤ１２と交差する他のコンベヤに物品を供給する。誘導供給コンベヤは、選択された幾つかのモジュール又はセクションを含む。示された例において、セクション５０２，５０４，５０６，５０８，５１０、及び５１２は、誘導供給コンベヤのセクションである。誘導供給コンベヤは、少なくとも１つの移行ポイントを含み、選択された誘導供給コンベヤの速度は、選択された下流側受取コンベヤ１３における所望のコンベヤエリア利用を達成するように、式Ｖ２＝Ｖ１×２×（ＤＯ％）／（ＲＣＯ％＋ＦＣＯ％）に従って設定される。ここでは、Ｖは容積、ＤＯは所望の占有率、ＲＣＯは受取コンベヤの占有率、ＦＣＯは供給コンベヤの占有率である。カメラ２０，２１，２２，２３、及び２４は、誘導供給コンベヤと受取コレクタコンベヤ１２とが合流するそれぞれの移行セクション、ゾーン、又はポイント２００，２１０，２２０，２３０、及び２４０の後端の選択された位置における集中的な所望の占有ゾーン１９へパーセルが搬送されるとき、受取コンベヤの占有規定ゾーン１７に供給されるパーセルの所定の容積Ｖ２のために設けられた誘導供給コンベヤの占有ゾーン１５の視野を示すために利用される。また、供給コンベヤ４４，４６，４７，４８、及び５０は、コレクションコンベヤ１２上の物品の密度を減少又は増加させるために独立して動作する指定モータを有するモジュール又はコンベヤセクションを含む。

個々のコンベヤ又はコンベヤの個々のセクションは、それぞれ可変速度モータによって駆動される。これは、コンベヤ５０の個々のセクションの加速及び減速を可能にし、アキュムレーター３５又はシンギュレーター８による処理の最適な流量に応じて所望の方法で所定エリアにパッケージを離間させ、又は集中させることを可能にする。例えば、２つの特定のパッケージの間に大きなギャップ９０が検出されると、パッケージ間の隙間を縮ませるようにパッケージの間のコンベヤセクションの速度を増加させる。図１０〜図１３に最もよく示されているように、供給コンベヤにおける物品がコレクタコンベヤと交差し、パッケージ８９がどのように供給コンベヤ１１から、複数のパッケージ８１〜８８が収容されている受取／コレクションコンベヤ１２に挿入されることが順次に示され、パッケージ８９が移動コレクタコンベヤ１２における他のパッケージの間のギャップ９０に挿入される。図１４に示すように、複数のパッケージ９１がコレクタコンベヤ１２で搬送される。それぞれパーセル８９を搬送する斜めの供給コンベヤ９２及び垂直なサイド供給コンベヤ９３は、コレクタコンベヤ１２と交差し、コンベヤ９２及び９３の速度は、コレクタコンベヤ１２における既存のパーセル９１の間に形成されたギャップにパーセル８９を挿入するように制御される。

視覚ベースのバルクパーセルフロー管理システムは、複数の供給コンベヤと、受取コンベヤに対して直線的に又は９０度までの角度を有する誘導供給コンベヤと、オプションの再循環コンベヤ１４と、オプションのアキュムレーターと、ソーティングレーンと、シンギュレーターコンベヤ８とを含む。ビデオカメラは、それぞれのモニターエリア２００〜２５０においてコレクタベルト１２と合流する直前の複数の供給コンベヤをモニターする。他のビデオカメラ３２は、シンギュレーターコンベヤ８を含むエリア３１９をモニターする。カメラ２６，２７，２８，２９，３０及び３２は、インフィードコンベヤとコレクタコンベヤ１２とが合流するエリアの前方に位置するコンベヤ１２の選択されたセクションをモニターする。電気キャビネット５１は、カメラ２０〜２５、及び３２からのビデオインプットデータを受信するビデオコンピュータ５００を収容する。電気キャビネット５２は、全てのコンベヤ４４〜５０のモータ用の速度コントローラを収容する。ビデオコンピュータは、個々のパッケージを計数すること、パッケージのサイズ「エリア」を計算すること、並びに様々なカメラからの情報に基づいてコンベヤをモニタリングすることができる。

シンギュレーターコンベヤ８は、ランダムに分散されたパッケージを受け取り、それらをコンベヤの移動に関して単一の列に整列させる。シンギュレーターコンベヤの一例は、２０１４年１０月２１日に出願された米国特許第５，７０１，９８９号及びＰＣＴ／ＵＳ１４／００２００、及び２０１４年１０月２１日に出願された米国特許出願第１４／１２１．８２９号に記載されており、それらの全体の内容が参照によりここに組み込まれる。

シンギュレーターコンベヤ８は、上流側コンベヤ１２から、パッケージ及びバッグ又は封筒、パーセル、箱、荷物、郵便物、又は他の品物のような物品を受け取る。シンギュレーターコンベヤ８を通過した後、個々のパッケージが整理され、再循環コンベヤ１４に搬送される。再循環コンベヤ１４は、整列プロセスにおいて外されたパッケージを、選択された受取コンベヤコレクタコンベヤ１２に戻し、シンギュレーターにおいて再整理させる。本発明の主要な目的は、上流側の供給コンベヤから受け取ったパッケージのサージ及びスラグによってコレクタコンベヤ１２に収集されているパッケージを詰まらせることなく、シンギュレーターコンベヤ８に安定したパッケージの流れを充分に供給し続けることである。

シンギュレーターコンベヤシステムは、ランダムなサイズのパッケージを取り扱うことができる。好ましくは、供給コンベヤにおけるパッケージは単一の列である。しかしながら、パッケージがトラックから降ろされ、選択された供給コンベヤ４４，４６，４７，４８、及び５０に積み込まれるとき、不規則な間隔で、ランダムな方向に向けて配置されるのは、珍しいことではない。荷降ろしは、通常、大量のパッケージが短時間に積載されるように行われる。

例えば、図９に最もよく示されているように、カメラ３０は、コンベヤセクション１２２及び１２３の占有ゾーンを搬送するエリアをモニターする。カメラ２１によってモニターされるように、当該エリアにおけるパッケージが占有ゾーンエリア２１０内で低密度である場合、デジタル画像データ（ピクセル）が、コントローラ及び視覚コンピュータによって処理され、コレクタコンベヤセクション１２４にパッケージの供給を開始、停止、減速又は加速するようにコンベヤ４８が制御される。

パッケージはコンベヤセクション３５に向かって下流側へ搬送され、パッケージがコンベヤ間の移行セクションを通って移動し、その後のカメラ占有ゾーンを通過する際にカメラ２６，２７，２８，２９，３０、及び３１によってモニターされ、コンピュータプログラムは、コンベヤセクションの全体の積載量をピクセルベースで分析する。特定の占有ゾーンエリアにおけるパッケージがカメラによってモニターされ、パッケージの底面積のサイズのデジタル画像がビデオコンピュータ５００によって確認される。コンピュータは、流量及び下流側の負荷に応じてコンベヤエリアの最大化について判定する。ビデオベースのパッケージ管理システムは、コンベヤセンブリ全体のエリアを利用して、シンギュレーター、セパレーター、スキャナ又は処理現場へのパッケージの流れを制御する。コンベヤ速度は、コレクタにおける又はシンギュレーターの直前における占有率の関数として制御される。コンピュータは、コンベヤ速度コントローラに情報を提供し、１つ以上の供給コンベヤからコレクションコンベヤにパッケージを導入する。コレクションコンベヤにおいて、パッケージは、１つ以上のカメラによって検出される。選択されたコンベヤの速度は、コンベヤにおけるパッケージの密度及びシステムのスループットを最大化するため、最適な間隔でパッケージを配置するように制御される。そうすることによって、システムに必要とされるコンベヤの数を最小にする。コンベヤベルトの１つ、例えばコレクタベルト１２に十分なスペースがあるとコンピュータが判断したとき、コンピュータは、パッケージ８９又は複数のパッケージを追加するようにコントローラに信号を送信し、パッケージ８９又は複数のパッケージをコレクタベルト１２上のスペース９０又は空きエリアに追加するように供給ベルト１１を動作させる。

図１４〜図１６に示すように、コレクタコンベヤ１２からのパッケージは、錯列に、離間に、且つ指向性のない状態で搬送されている。コレクタコンベヤ１２からのパッケージは、一般的には、下流側整列コンベヤ３４に供給され、当該整列コンベヤ３４において、コンベヤの中央に整列するようにパッケージを促すことができる。更に、コンベヤシステムの選択されたセクションは、典型的には、スキューローラ、又は低摩擦と高摩擦ベルトとの組み合わせを含み、特定の方向にパッケージを付勢し、単縦列になるようにパーセルを分離させる。スキューローラは、コンベヤ１２の選択された側にパッケージを促し、上方へ延びるガイド又は壁６８に押し付ける。

供給コンベヤとコレクタコンベヤ１２との間の移行ゾーンにおけるパッケージの密度が減少すると、パッケージ間にギャップが形成され、その結果、シンギュレーターのスループットを最大化するため、コレクタへのパッケージの所望の流量を維持するように、選択された供給コンベヤの速度が増加される。

この制御機構は、任意の選択されたコンベヤを優先させる。例えば、コレクタコンベヤ１２の始端における第１供給コンベヤに優先順位を与えてもよい。始端においては、コレクタコンベヤ１２は、空である、又は低密度積載量である傾向がある。従って、第１供給コンベヤにおけるパッケージは、一般にはより多くの空きエリアを有する。コレクタコンベヤ１２の選択されたセクションは、減速されるか又は停止さえされて、所望がある場合に、後の供給コンベヤが荷降ろすことできるようにする。更に、コレクタコンベヤ１２を減速又は停止させ、コレクタコンベヤのエリアが一杯になるように、供給コンベヤからより多くのパッケージをコレクタコンベヤ１２に物品追加させる。

視覚ベースのパッケージ流量管理制御システム５は、コレクタコンベヤ１２又はシンギュレーター８の前のアキュムレーターにおける最大量のエリアを利用し、シンギュレーターコンベヤ及びソーティングシステムへのパッケージのスループットを最大化する。コンベヤシステムにおける他のコンベヤは、サージ容量の平均よりも、一定の速度で決定されるシンギュレーターの最大容量に基づいて制御される。向上した効率は、システムが最大の効率で所望のスループットを達成するために、必要とされるコンベヤの数、及びシステムにおけるコンベヤのエリア、幅、及び／又は長さを最小化することを可能にする。

ビデオコンピュータ５００は、複数のカメラを利用して、シンギュレーター又は分離プロセスに繋がるコンベヤにおける選択されたエリアの占有ゾーンをモニターする。コンピュータは、選択されたコンベヤにおける空きスペースの量を比較し、供給コンベヤにおけるパッケージのサイズに比較する。十分なスペースがある場合、供給コンベヤはパッケージを移送する。所定のパッケージに必要とされる空間の量は、プログラマによって決定される。例えば、プログラムは、隣接する物品の向きに応じて、コレクタコンベヤにおけるスペースの量が所定のパッケージの底面積の１．５倍又は２倍であることが必要としてもよい。様々なコンベヤの速度変化率も、シンギュレーターコンベヤが充分に供給されるようにビデオコンピュータによって制御される。ビデオコンピュータは、パッケージのスループットを調整するために、全てのコンベヤセクションの速度コントローラに速度制御信号を送信する。

例２
視覚ベースのパッケージ流量管理制御システムは、シンギュレーターなどの様々なソーティング及び整列コンベヤと共に利用できる。

本発明による１つの好ましいコンベヤシステムは、図１７〜２６の平面図に概略的に示されている。図面において、パッケージなどの物品を長手方向の前方向き成分Ｌ及び横方向の内側向き成分Ｌ’を有する方向に前進させるためのスキューローラ３１２を有するシンギュレーターコンベヤ３１０の下流端が示されている。パッケージは、垂直の側壁３１６に対して単縦列に配置されながら前方に前進する。

２つのパッケージが同時にスキャナ機構へ進むことを避けるために、並列のパッケージを取り除く必要がある。このような出来事の発生を防止するために、本発明の一実施形態において、シンギュレーターコンベヤ３１０と流量制御機構３２０との間に設置された除去コンベヤ３４０が利用される。

除去コンベヤは、長手方向の前方方向Ｌに走行する従動エンドレスベルト３４３によって形成された垂直の内側側壁３４２を含む。第１又は内側コンベヤレーン３４４、第２又は中間コンベヤレーン３４６及びオプションの第３又は外側コンベヤレーン３４８を含み、これらの全てが平面図において並列に配置されている。これらのコンベヤレーンの各々は、従来の駆動機構、例えばモータ駆動エンドレスベルト３５２によって駆動されるローラ３５４，３５６，３５８の列を含む。ローラ３５４，３５６，３５８は、共通の水平面内に配置されている。

代替的に、コンベヤレーンはベルトで構成することができる。すなわち、各コンベヤレーンは、並列に配置され、それぞれのレーンの意図された方向に移動する複数のコンベヤベルトを有することができる。従って、例えば、内側レーン４４のベルトはベルト３４３に向かって傾斜し、中間レーン３４６のベルトは外側レーンに向かって傾斜する。外側レーン３４８は、矢印Ｌの方向に移動する単一のベルトを有する。

搬送レーンは、各レーンがパッケージを長手方向の前方に前進させるように設計され、さらに、（１）内側レーン３４４がパッケージに横方向の内側向きの力を加え、（２）中間レーンがパッケージに横方向の外側向きの力を加え、及び（３）外側レーン３４８はパッケージに横方向の外側向きの力を加えないように構成される。（好ましくは、外側レーン３４８は、パッケージにいかなる横方向の力も加えない。）

内側レーンのローラ３５４は、その側面外端部３５４がその側面内端部３５４の前方に位置するように傾けられている。結果的に、内側レーン３４４は、長手方向の前方向き成分Ｌと、横方向の内側向き成分Ｌとを有する方向に作用する搬送力をパッケージに提供する。従って、内側レーンによって推進されるパッケージは、内側側壁３４２に対しても付勢される。内側レーンローラの回転速度は、好ましくは、内側側壁３４２と同じ速度でパッケージを長手方向の前方に推進するように選択される。

中間コンベヤレーン４６のローラ３５６は、その側面内端部３５６がその側面外端部３５６’の前方に位置するように傾けられている。従って、中間レーン３４６は、長手方向の前方向き成分Ｌと、横方向の外側向き成分Ｌ’’との両方を有する方向に作用する搬送力をパッケージに提供する。従って、第１及び第２のレーン３４４，３４６は、互いに発散する第１及び第２の搬送力をそれぞれ提供する。

外側コンベヤレーン４８のローラ３５８は、その軸が長手方向Ｌに関して垂直に回転するように構成され、従って、長手方向Ｌのみに作用する搬送力をパッケージに提供する。

内側レーン３４４及び中間レーン３４６は、内側レーン３４４及び中間レーン３４６のみを完全に横切るように幅が十分に広いパッケージＰ５（図１９参照）を横方向の内側向きに（同時に長手方向で前進）移動させるように作動する必要がある。すなわち、パッケージＰ５は、横方向の移動に関して内側レーンに制御される。これは、好ましい実施形態において以下によって実現される。（ａ）内側レーン及び中間レーンのローラ３５４，３５６を長手方向（平面視）に対して同様の角度で傾斜させること、（ｂ）内側ローラ３５４を中間ローラ３５６よりも長く、内側レーンの幅ＷＩが中間レーンの幅ＷＭよりも大きいであること（すなわち、ＷＩ＞ＷＭ）、及び（ｃ）同様の速度で内側ローラと中間ローラとを駆動すること。しかしながら、パッケージの横方向の移動が内側レーンによって制御されることを保証するために他の配置も可能であることは理解されるであろう。

また、３つのレーン３４４，３４６，３４８の全てを完全に横切るように幅が十分に広いパッケージＰ６（図２１参照）を、横方向の内側向きに（同時に長手方向に前進）移動させる必要がある。前述したように、中間ローラ３５６は、そのようなパッケージＰ６を横方向の外側向きに移動させることができないため、外側ローラ３５８がパッケージに横方向の外側向きの外力を加える場合、当該外力が中間ローラの横方向の外側向きの力と組み合わされたとき、内側のローラ３５４により加えられた横方向の内側向きの力に打ち勝つことができるほどの外力をパッケージに加えないことを保証することによって、要求を達成することができる。これは、外側ローラ３５８をパッケージに横方向の力を及ぼさないように配置し、好ましくはこれらのローラを長手方向に垂直に配向された軸の周りを回転するように取り付けることによって実現することができる。そうすれば、外側ローラによってパッケージには長手方向の力のみが加えられる。もちろん、外側ローラ３５８を傾斜させて、内側ローラがパッケージの横方向の移動に対する制御を失わせることなく、パッケージに横方向の外側向き又は内側向きの力を僅かに加えさせることも可能である。

外側コンベヤレーン３４８を設ける主要な目的は、図２１〜図２３を参照して理解することができる。外側レーン３４８がない場合、パッケージＰ６は、傾斜し、内側レーンのローラ３５４から離れるであろう（図２３に示すように）、パッケージＰ６は、中間レーンに制御され、除去コンベヤ３４０の外縁から横方向の外側向きへ移動される。パッケージＰ６を取り除く意図がないため、前記のような動きは望ましくない。しかしながら、外側レーン３４８の存在により、パッケージＰ６は、３つのレーンの全てに据える状態が維持され、前述したように側壁に押し付けられることになる。

外側レーンを設ける目的は、内側パッケージと並んで走行している外側パッケージの所望の除去を妨げることなく、非常に広いパッケージＰ６の望ましくない除去を回避するためである。これは、図２４に関連して後述で説明する。

除去コンベヤ３４０の更なる要求は、中間及び外側レーンの両方に載っているが、内側レーンには載っていないパッケージ（例えば、図２４に示すパッケージ位置Ｐ８’を参照）を、フロー制御コンベヤ３２０のような下流側コンベヤに排出するときに、パッケージの重心ＣＧが外縁３６２の横方向の外側に位置し、その縁部ｅ６２から落下するようにパッケージを配向させなければならないことである。これは、好ましい実施形態において、以下のようにすることによって実現される。外側レーン４８の幅を中間レーンよりも狭く（すなわち、ＷＭ＞ＷＯ）し、中間ローラ３５６の前方長手方向の速度成分が外側ローラの前方長手方向の速度成分と同様であるように外側ローラ３５８を駆動する。なお、中間ローラが傾いているが、外側ローラが傾いていないため、前記は、外側ローラ５８を中間ローラ３５６よりも僅かに遅く回転させる場合も含む。

図２４では、一対のパッケージ（すなわち、内側及び外側のパッケージＰ７、Ｐ８）が、並列でシンギュレーターから排出され、外側のパッケージＰ８を取り除く必要がある。内側パッケージＰ７は、内側レーン３４４のローラ３５４のみから影響を受けるため、長手方向の前方及び移動側壁３４２に対して横方向の内側向き方向に前進する。

外側パッケージＰ８は、最初に中間レーン３４６のローラのみから影響を受け、外側レーン３４８に向かって横方向の外側向きとともに長手方向に前進する。最終的に、外側パッケージＰ８は、外側レーン４８のローラ３５８に接触し、一部が外側レーンに、他の一部が内側レーンにある平衡位置Ｐ８’になると推測される。当該位置において、パッケージの重心ＣＧ（パッケージが対称的な質量であると仮定する）は、中間レーンの外縁３６８の横方向の外側に片寄せる。したがって、外側パッケージＰ８がフロー制御コンベヤベルト３２２で移送されるとき、その重心は、ベルト３２２の外縁３６２の横方向の外側に片寄せ、そこでパッケージＰ６は、位置Ｐ８’’でフロー制御コンベヤベルト３２２から落下する。当該パッケージＰ６は、下方へシュート３２６のコンベヤに移行することができ、循環してシンギュレーターコンベヤ３１０に戻るように集められる。

パッケージＰ８は、内側縁部が最初に内側レーンに乗っている状態であっても上述したように除去されることが理解されるであろう。すなわち、パッケージＰ７の幅が少し狭い場合、中間レーンによりパッケージに対して横方向の制御を及ぼすため、このようなパッケージは、最終的に、位置Ｐ８’に向かって横方向の外側向きに移動されることになる。

外側レーンは、外側のパッケージを除去するための除去コンベヤの能力に不利な影響を及ぼすことなく、パッケージにわずかな横方向の内側向き又は外側向きの移動を提供するように配置することができる。わずかな横方向の内側向きの移動が提供される場合、下流側コンベヤ３２０の外縁３６２を、外側レーン及び中間レーンのみによって搬送されるパッケージの重心の横方向の内側に位置するように配置することを保証することのみが必要である。この場合、パッケージが対称的である、すなわち、重心がパッケージの幾何学中心と一致するように仮定する。

本発明の別の実施形態は図２５に示されており、除去コンベヤ３７０は、固定プレート３７２によって構成される垂直の内側側壁を有する。コンベヤ機構は、第１又は内側コンベヤレーン３７４、第２又は中間コンベヤレーン３７６、及びオプションの第３又は外側コンベヤレーン３７８を含む。これらのレーンは、平面図に示されるように、全て並列に配置され、従動ベルト又は従動ローラを含むことができる。

第１レーン３７４は、最も狭い製品の幅よりも小さい幅Ｗ１を有する。第２レーン３７６の幅Ｗ２は、幅Ｗ１よりも大きいことが好ましい。オプションの第３レーン３７８の幅は、任意の所望のサイズにすることができる。

第１及び第２レーン３７４，３７６は、それぞれ互いに発散する第１及び第２搬送力を提供する。すなわち、第１レーン３７４は、前方長手方向成分のみを有する搬送力を提供し、第２レーン３７６は、前方長手方向成分と横方向の外側向き成分との両方を有する搬送力を提供する。これにより、第２コンベヤの搬送力は、長手方向に対して鈍角で傾斜する。この場合、第２レーンの速度は、第１レーンの前方速度と等しい前方長手方向成分を有するように設定され、第１レーンと第２レーンとの両方に載っているパッケージは、回転することなく前方に移行する。

図２６に戻ると、第１レーン３７４は、好ましくはベルト３８２を有し、第２レーン３７６は、好ましくは、前述したローラ３５６と同様に傾いたローラ３８４を有する。オプションの第３レーン３７８は、ローラ３８６を有することが好ましい。もちろん、第１レーン３７４は、代わりにローラを有することができ、第２及び第３レーンは、ベルトを有することもできる。

第１レーン３７４は、壁３７２に向かって横方向の内側向き成分を有する力を（前述したローラ３５４の場合のように）加えないので、第１及び第２レーン３７４，３７６の両方に係合するパッケージは、第１レーンによって制御される。これを達成するために、第１レーン３７４には、第２レーン３７６よりも実質的に高い摩擦係数を有する搬送面が設けられている。例えば、第１レーン３７４は、約１．０〜１．２の範囲内の摩擦係数を有するベルト（又はカバーローラ）を有し、第２レーンは、その外面の摩擦係数が約３．０であるローラを有することができる。

第１レーン３７４は、第２レーン３７６の３〜４倍の摩擦係数を示す。図２５のパッケージ番号７のようなパッケージは、第１及び第２レーンを重ね掛けるのに十分な幅を有し、第１レーンは、より高い摩擦係数を有するため、パッケージの移行方向を制御する。

これに関して、図２５は、１〜１２の一連のパッケージがシンギュレーターコンベヤ３１０から除去コンベヤ３７０に移行し、次いでフロー制御構造３２０に移行するときの移行パターンを示す。第１レーン３７４に少なくとも部分的に係合している第１、第５、第６、第７、第１０、及び第１１番のインラインパッケージは、長手方向の前方方向Ｌに搬送されることが理解されるであろう。一方、単縦列のパッケージと隣接して横で走行し、第２レーン３７６のみに係合している第２、第３、第４、第８、第９、及び第１２番のパッケージは、第３コンベヤ３７８との接合部に到達するまで横方向の外側向きに移動され、その後、フロー制御構造３２０の下向き傾斜のシュート３２６に到達するまでこれら両方のレーンに載っている状態で前方に搬送される。その時点で、第２〜４，８，９、及び１２番のパッケージは、シュート３２６からリターンコンベヤ３９０に滑落し、リターンコンベヤ３９０は、それらのパッケージをシンギュレーターコンベヤ３１０に戻す。同様の目的のため、下向き傾斜のシュート３９２は、第３レーン３７８に沿って配置されている。

オプションの第３レーン７８がない場合、第２〜４，８，９、及び１２番のパッケージは、第２レーンによってシュート９２上に直接移動される。第１レーン７４を、前述したローラ５４の方法で僅かに傾斜するローラのように設けることによって、より高い摩擦係数を提供することに加えて、壁７２に対して前方方向及び横方向の内向きに、パッケージに付勢する。

以上の詳細な説明は、主に理解を明確にするために与えられており、これらの説明から不要な限定が理解されるべきではない。本開示を読む当業者にとって、変更が明らかになるであろうし、本発明の精神及び特許請求の範囲から逸脱することなく、変更が可能である。従って、本発明が、前記示された特定の例示によって限定されることを意図するものではなく、もしろ、添付の特許請求の範囲の精神及び範囲にカバーされることを意図する。

Claims (8)

1. 視覚管理システムを用いてバルクパーセルフローを管理する方法であって、
   それぞれ独立した駆動手段を有する供給コンベヤ（１１）と受取コンベヤ（１３）との間の移行ゾーン（７０）を設定するステップと、
   前記移行ゾーン（７０）の視野を有するカメラ（２１）を設置するステップと、
   下流の前記受取コンベヤ（１３）上所望のコンベヤエリアの利用を達成するための供給コンベヤ（１１）の速度を設定するステップと、
   前記供給コンベヤ（１１）における占有規定ゾーン（１５）のパッケージ占有率を決定するステップと、
   前記受取コンベヤ（１３）における占有規定ゾーン（１７）のパッケージ占有率を決定するステップと、
   前記供給コンベヤ（１１）から前記受取コンベヤ（１３）へ複数のパーセルを併合させた後の前記受取コンベヤ（１３）における前記占有規定ゾーン（１７）の所望のパッケージ占有率を設定するステップと、
   受取コンベヤ（１３）における占有規定ゾーン（１７）を選出するステップと、
   受取コンベヤ上所望のコンベヤエリアの利用を得るように、前記供給コンベヤ（１１）は、式Ｖ２＝Ｖ１×２×（ＤＯ％）／（ＲＣＯ％＋ＦＣＯ％）による速度Ｖ２で（ここでは、Ｖ１は前記受取コンベヤ（１３）の速度、ＤＯ％はパーセルを併合させた後の前記受取コンベヤ（１３）における前記占有規定ゾーン（１７）の所望のパッケージ占有率、ＲＣＯ％はパーセルを併合させる前の前記受取コンベヤ（１３）における前記占有規定ゾーン（１７）のパッケージ占有率、ＦＣＯ％は前記供給コンベヤ（１１）における前記占有規定ゾーン（１５）のパッケージ占有率）、前記供給コンベヤ（１１）の占有規定ゾーン（１５）から前記受取コンベヤ（１３）の前記占有規定ゾーン（１７）に、前記複数のパーセルを供給するステップと、
   前記受け取りコンベヤ（１３）の前記占有規定ゾーン（１７）に向けて前記複数のパーセルを搬送するステップと、
   前記供給コンベヤと前記受取コンベヤとの間の前記移行ゾーン（７０）において前記複数のパーセルを併合させて、前記受け取りコンベヤ（１３）の前記占有規定ゾーン（１７）内のパッケージの密度を増加させるステップと、
   を含む、
   視覚管理システムを用いてバルクパーセルフローを管理する方法。
2. 視覚ベースのバルクパーセルフロー管理システムであって、
   供給コンベヤ（１１）及び受取コンベヤ（１３）と、
   前記供給コンベヤ（１１）と前記受取コンベヤ（１３）との間の移行ゾーン（７０）と、
   前記移行ゾーン（７０）の視野を有するカメラ（２１）と、
   コンピュータと、
   を含み、
   前記供給コンベヤ（１１）は占有規定ゾーン（１５）を有し、
   前記受取コンベヤ（１３）は占有規定ゾーン（１７）を有し、
   前記供給コンベヤ（１１）は、下流の前記受取コンベヤ（１３）上所望のコンベヤエリアの利用を達成するための速度を有するように制御され、
   前記移行ゾーン（７０）において、複数のパーセルが前記供給コンベヤ（１１）から前記受取コンベヤ（１３）へ併合され、
   前記コンピュータは、前記カメラ（２１）から受信した信号に基づいて、前記供給コンベヤ（１１）からの複数のパーセルのうちの１つを挿入するのに十分なスペースを有する、前記受取コンベヤ（１３）上の複数のパーセルの間のギャップを識別して、前記供給コンベヤ（１１）及び／又は前記受取コンベヤ（１３）の速度、又は前方への移動開始若しくは停止を、前記受取コンベヤ上所望のコンベヤエリアの利用を得るように、式Ｖ２＝Ｖ１×２×（ＤＯ％）／（ＲＣＯ％＋ＦＣＯ％）（ここでは、Ｖ１は前記受取コンベヤ（１３）の速度、ＤＯ％はパーセルを併合させた後の前記受取コンベヤ（１３）における前記占有規定ゾーン（１７）の所望のパッケージ占有率、ＲＣＯ％はパーセルを併合させる前の前記受取コンベヤ（１３）における前記占有規定ゾーン（１７）のパッケージ占有率、ＦＣＯ％は前記供給コンベヤ（１１）における前記占有規定ゾーン（１５）のパッケージ占有率）に従って制御する、
   視覚ベースのバルクパーセルフロー管理システム。
3. 視覚管理システムを用いてバルクパッケージコンベヤフローを管理する方法であって、
   それぞれ独立した駆動手段を有する供給コンベヤ（１１）と受取コンベヤ（１３）との間の移行ゾーン（７０）を設定するステップと、
   前記移行ゾーン（７０）の視野を有するカメラを設置するステップと、
   前記受取コンベヤ上所望のコンベヤエリアの利用を達成するように、コンピュータが、前記カメラ（２１）から受信した信号に基づいて、前記供給コンベヤ（１１）からの追加のパッケージを挿入するのに十分なスペースを有する、前記受取コンベヤ（１３）上の複数のパッケージの間のギャップを識別して、前記供給コンベヤ（１１）、又は前記受取コンベヤ（１３）、又は前記供給コンベヤ（１１）と前記受取コンベヤ（１３）との両方の速度、又は前方への移動開始若しくは停止を設定するステップと、
   前記供給コンベヤ（１１）における占有規定ゾーン（１５）のパッケージ占有率を決定するステップと、
   前記受取コンベヤ（１３）における占有規定ゾーン（１７）のパッケージ占有率を決定するステップと、
   前記供給コンベヤ（１１）から前記受取コンベヤ（１３）へ複数のパッケージを併合させた後の前記受取コンベヤ（１３）における前記占有規定ゾーン（１７）の所望のパッケージ占有率を設定するステップと、
   前記供給コンベヤ（１１）は、式Ｖ２＝Ｖ１×２×（ＤＯ％）／（ＲＣＯ％＋ＦＣＯ％）による速度Ｖ２で（ここでは、Ｖ１は前記受取コンベヤ（１３）の速度、ＤＯ％はパッケージを併合させた後の前記受取コンベヤ（１３）における前記占有規定ゾーン（１７）の所望のパッケージ占有率、ＲＣＯ％はパッケージを併合させる前の前記受取コンベヤ（１３）における前記占有規定ゾーン（１７）のパッケージ占有率、ＦＣＯ％は前記供給コンベヤ（１１）における前記占有規定ゾーン（１５）のパッケージ占有率）、前記供給コンベヤ（１１）の占有規定ゾーン（１５）から前記受取コンベヤ（１３）の前記占有規定ゾーン（１７）に、前記複数のパッケージを供給するステップと、
   前記供給コンベヤ（１１）と前記受取コンベヤ（１３）との間の前記移行ゾーン（７０）において、前記供給コンベヤ（１１）からの前記複数のパッケージのうちの１つを前記受取コンベヤ（１３）へ併合させるステップと、
   を含む、
   視覚管理システムを用いてバルクパッケージコンベヤフローを管理する方法。
4. コンピュータによる、前記カメラから受信した信号に基づいて、前記供給コンベヤから追加のパッケージを挿入するための十分なスペースを有する、前記受取コンベヤ上の複数のパッケージの間のギャップを識別して、前記供給コンベヤ及び／又は前記受取コンベヤの速度、又は前方への移動開始若しくは停止をモニターリング及び制御するステップを更に含む、
   請求項１に記載の視覚管理システムを用いてバルクパーセルフローを管理する方法。
5. 前記供給コンベヤ及び前記受取コンベヤの複数の位置をモニターする複数のカメラを設けるステップを含む、
   請求項３に記載の視覚管理システムを用いてバルクパッケージコンベヤフローを管理する方法。
6. 各前記カメラにＩＰアドレスを提供するステップを含む、請求項５に記載の視覚管理システムを用いてバルクパッケージコンベヤフローを管理する方法。
7. 前記供給コンベヤ、又は前記受取コンベヤ、又は前記供給コンベヤと前記受取コンベヤとの両方の速度、又は前方への移動開始若しくは停止を、コレクタコンベヤ上のパッケージ占有率の関数として設定するステップを含む、
   請求項３に記載の視覚管理システムを用いてバルクパッケージコンベヤフローを管理する方法。
8. 前記供給コンベヤ、又は前記受取コンベヤ、又は前記供給コンベヤと前記受取コンベヤとの両方の速度、又は前方への移動開始若しくは停止を、前記パッケージをシンギュレーターコンベヤに搬送する直前の受取コンベヤにおける前記占有規定ゾーンのパッケージ占有率の関数として設定するステップを含む、
   請求項３に記載の視覚管理システムを用いてバルクパッケージコンベヤフローを管理する方法。

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