JP7499967B2 - 搬送システム、物品の搬送を制御するためにコンピュータで実行される方法、および、当該方法をコンピュータに実行させるプログラム - Google Patents
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Description
[搬送システム10の概要]
図1を参照して、ある実施の形態に従う搬送システム10について説明する。図1は、搬送システム10の一構成の概要を例示する図である。
図2を参照して、ある実施の形態に従う物品の配置について説明する。図2は、複数の物品がコンテナ107に積層された状態を上方から表わした図である。例えば、物品106-1は物品106-2の上に配置されている。また、物品106-5は物品106-4の上に配置されており、物品106-4は物品106-3の上に配置されている。
図3および図4を参照して、制御用装置102の構成について説明する。図3は、ある実施の形態に従う制御用装置102によって実現される機能の構成を表わすブロック図である。図4は、ある実施の形態に従って制御用装置102を実現するコンピュータ400のハードウェア構成を表わすブロック図である。
図4を参照して、コンピュータ400の構成について説明する。図4は、制御用装置102として機能するコンピュータ400のハードウェア構成を表わすブロック図である。
図5および図6を参照して、ある実施の形態に従う搬送システム10の制御構造について説明する。図5は、制御用装置102として機能するコンピュータ400のCPU1が実行するメイン処理の一部を表わすフローチャートである。図5に示される処理は、例えば、搬送システム10が動作を開始するトリガとして、撮像装置101が、撮像開始指令を受信すると開始する。撮像開始指令は、一例として、ロボット103がコンテナ107の範囲から退避した状態になった際に、ロボットコントローラ104から制御用装置102に送信されると、制御用装置102から撮像装置101に送信される。
図8および図9を参照して、高さ方向の閾値処理の詳細について説明する。図8は、同種の二つの物品810a,810bが並んだ状態を表わす図である。図9は、高さ方向の閾値処理が行なわれる場合にCPU1に取得されるデータを模式的に表わした図である。
そこで、図10および図11を参照して、物品の底面の識別について説明する。図10は、廃棄された物品106が側面を上にして(横方向に)配置された状態を表わす図である。図11は、物品106の表面をX方向に走査することにより得られたプロファイルを表わす図である。ある局面において、物品の底面の識別は、当該物品の側面にある取っ手の三次元形状に基づいて行なわれる。
実施の形態1において、コンテナ107の側面部の位置情報、具体的にはコンテナの柵にあたる部分の三次元座標値を予めロボットコントローラ104に登録し、ハンド105がコンテナ107に接触する前に取り出し動作を中止する機能を備える。この機能により、ハンド105がコンテナ107の側面部と接触し、破損することを防ぐことができる。なお、実施の形態2に従う搬送システムのハードウェア構成は、実施の形態1に従う搬送システム10のハードウェア構成と同じである。従って、ハードウェア構成の説明は繰り返さない。
図13を参照して、実施の形態3について説明する。図13は、実施の形態3に従う搬送システム1300の構成の一例を表わす図である。搬送システム1300は、実施の形態1に従う搬送システム10の構成に対して、ハンド105がエアブロー1310を備える点で搬送システム10と異なる。その他の構成は、搬送システム10のハードウェア構成と同じである。したがって、同じハードウェア構成の説明は繰り返さない。
[構成1]ある実施の形態に従う搬送システム10は、第1領域(たとえば、コンテナ107)に積層された複数の物品106を3次元計測することにより得られた複数の物品の三次元情報の入力を受け付ける入力部(たとえば、入力端子)と、第1領域から、第1領域と異なる第2領域(たとえば、コンベア109)に物品を搬送するための搬送部(たとえば、ロボット103)と、搬送部を制御するための制御装置(たとえば、制御用装置102、CPU1)とを備える。制御装置は、三次元情報から、搬送対象となる物品の位置および姿勢を示す位置姿勢情報を取得し、三次元情報に基づいて、搬送対象となる物品106の上面106aまたは底面106bを識別し、位置姿勢情報と、上面106aまたは底面106bの識別結果とに基づいて、物品106の取り出し順序および配置方向を決定し、決定された取り出し順序に従って搬送対象となる物品を取り出して、配置方向に従って取り出された物品の上面または底面を、他の物品の上面または底面に揃えて第2領域に配置するように搬送部を制御する。
以上の次第で、開示された搬送システム10は、画像処理によるルールベースで物品の認識を行うため、パラメータを変更することで、認識したい物品106の種類(たとえば、廃棄された洗濯機、冷蔵庫、エアコン等)を容易に切り替えることができる。また、搬送システム10は、モデルマッチングや機械学習機を用いないため、事前のトレーニングが必要ないので、汎用性の高い物品認識が可能となる。
Claims (15)
- 第1領域に積層された複数の物品を3次元計測することにより得られた前記複数の物品の三次元情報の入力を受け付ける入力部と、
前記第1領域から、前記第1領域と異なる第2領域に物品を搬送するための搬送部と、
前記搬送部を制御するための制御装置とを備え、
前記制御装置は、
前記三次元情報から、搬送対象となる物品の位置および姿勢を示す位置姿勢情報を取得し、
前記三次元情報に基づいて、前記搬送対象となる物品の上面または底面を識別し、
前記位置姿勢情報と、前記上面または底面の識別結果とに基づいて、当該物品の取り出し順序および配置方向を決定し、
決定された取り出し順序に従って前記搬送対象となる物品を取り出して、前記配置方向に従って前記取り出された物品の上面または底面を、他の物品の上面または底面に揃えて前記第2領域に配置するように前記搬送部を制御し、
前記位置姿勢情報を取得することは、
前記三次元情報に基づいて物品を認識することと、
前記認識された物品の領域の面積と予め定められた面積とを比較して、前記物品の領域の面積が前記予め定められた面積以下であることに基づいて、前記認識された物品が一つの物品であると判定することとを含む、搬送システム。 - 前記位置姿勢情報を取得することは、前記三次元情報から不要なデータを除去することをさらに含み、
前記三次元情報に基づいて物品を認識することは、前記不要なデータが除去された三次元情報に基づいて物品を認識することを含む、請求項1に記載の搬送システム。 - 前記位置姿勢情報を取得することは、
前記物品の領域の面積が前記予め定められた面積より大きい場合に、前記三次元情報のうちの高さ方向が予め設定された閾値の範囲内であるか否かに基づいて、複数の物品から一つの物品を認識することをさらに含む、請求項1または2に記載の搬送システム。 - 前記制御装置は、さらに、
二つの物品を一つの物品として誤認識したか否かを判断し、
二つの物品を一つの物品として誤認識したとの判断に基づいて、前記複数の物品の走査経路の途中における隙間を強調することにより、誤認識した一つの物品を二つの物品として認識する、請求項1または2に記載の搬送システム。 - 二つの物品を一つの物品として誤認識したか否かの判断は、
前記三次元情報に基づいて認識された画像の面積と、一つの物品の側面の面積として予め設定された面積とを比較して、前記認識された画像の面積が前記側面の面積よりも大きいか否かを判断することと、
前記複数の物品の表面を走査して前記表面を輪郭として表わすプロファイルを取得し、
物品の高さとして予め設定された高さよりも小さい高さが前記プロファイルの途中に存在することに基づいて、隣接した二つの物品を一つの物品として誤認識したと判断することと、のいずれかを含む、請求項4に記載の搬送システム。 - 各物品は、その側面に取っ手を有しており、
前記上面または底面を識別することは、
前記三次元情報に基づいて前記取っ手の位置を判断することと、
前記取っ手の位置に基づいて、当該物品の上面または底面の位置を識別することとを含む、請求項1または2に記載の搬送システム。 - 前記物品の吸着面を清掃するための清掃手段をさらに備える、請求項1または2に記載の搬送システム。
- 前記制御装置は、
前記第1領域の外周情報を登録し、
前記搬送部と前記外周情報とが干渉するか否かを判定し、
前記搬送部と前記外周情報とが干渉すると判断したことに基づいて、搬送動作を停止させる、請求項1または2に記載の搬送システム。 - 物品の搬送を制御するためにコンピュータで実行される方法であって、
第1領域に積層された複数の物品を3次元計測することにより得られた前記複数の物品の三次元情報の入力を受け付けるステップと、
前記三次元情報から、搬送対象となる物品の位置および姿勢を示す位置姿勢情報を取得するステップと、
前記三次元情報に基づいて、前記搬送対象となる物品の上面または底面を識別するステップと、
前記位置姿勢情報と、前記上面または底面の識別結果とに基づいて、当該物品の取り出し順序および配置方向を決定するステップと、
決定された取り出し順序に従って前記搬送対象となる物品を取り出して、前記配置方向に従って前記取り出された物品の上面または底面を、他の物品の上面または底面に揃えて前記第1領域とは異なる第2領域に配置するように搬送部を制御するステップとを含み、
前記位置姿勢情報を取得することは、
前記三次元情報に基づいて物品を認識することと、
前記認識された物品の領域の面積と予め定められた面積とを比較して、前記物品の領域の面積が前記予め定められた面積以下であることに基づいて、前記認識された物品が一つの物品であると判定することとを含む、方法。 - 前記位置姿勢情報を取得することは、前記三次元情報から不要なデータを除去することをさらに含み、
前記三次元情報に基づいて物品を認識することは、前記不要なデータが除去された三次元情報に基づいて物品を認識することを含む、請求項9に記載の方法。 - 前記位置姿勢情報を取得することは、
前記物品の領域の面積が前記予め定められた面積より大きい場合に、前記三次元情報のうちの高さ方向が予め設定された閾値の範囲内であるか否かに基づいて、複数の物品から一つの物品を認識することをさらに含む、請求項9または10に記載の方法。 - 二つの物品を一つの物品として誤認識したか否かを判断するステップと、
二つの物品を一つの物品として誤認識したとの判断に基づいて、前記複数の物品の走査経路の途中における隙間を強調することにより、誤認識した一つの物品を二つの物品として認識するステップとをさらに含む、請求項9または10に記載の方法。 - 二つの物品を一つの物品として誤認識したか否かの判断は、
前記三次元情報に基づいて認識された画像の面積と、一つの物品の側面の面積として予め設定された面積とを比較して、前記認識された画像の面積が前記側面の面積よりも大きいか否かを判断することと、
前記複数の物品の表面を走査して前記表面を輪郭として表わすプロファイルを取得し、物品の高さとして予め設定された高さよりも小さい高さが前記プロファイルの途中に存在することに基づいて、隣接した二つの物品を一つの物品として誤認識したと判断することと、のいずれかを含む、請求項12に記載の方法。 - 各物品は、その側面に取っ手を有しており、
前記上面または底面を識別することは、
前記三次元情報に基づいて前記取っ手の位置を判断することと、
前記取っ手の位置に基づいて、当該物品の上面または底面の位置を識別することとを含む、請求項9または10に記載の方法。 - 請求項9または10に記載の方法をコンピュータに実行させるプログラム。
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