TWI758459B - 凹陷部檢測裝置、搬送裝置及凹陷部檢測方法 - Google Patents

凹陷部檢測裝置、搬送裝置及凹陷部檢測方法 Download PDF

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Abstract

本發明係根據具有與三維感測器之視野面交叉之平面部分的檢測對象之距離圖像資訊來檢測凹陷部之凹陷部檢測裝置。凹陷部檢測裝置具備有：基準值決定部，其自距離圖像資訊抽出分別符合被設定於距三維感測器之距離在既定範圍內之檢測範圍內之不同位置之複數個基準區域的複數個基準資訊，並根據複數個基準資訊來決定基準值；及存在提示部，其自距離圖像資訊抽出分別符合處於相同檢測範圍內之複數個比較區域之比較資訊，並根據各個比較資訊分別導出比較值，而於有如上述基準值與上述比較值之差分超過既定閾值之比較值存在之情形時，提示凹陷部之存在。

Description

凹陷部檢測裝置、搬送裝置及凹陷部檢測方法 [相關申請之交叉引用]
本申請案根據35 U.S.C.119所規定，主張於2017年4月5日所申請之日本專利申請案第2017-075579號之優先權，該申請案之全文以引用之方式併入本說明書中。
本案發明係關於檢測在既定之一邊是否有凹陷部存在之凹陷部檢測裝置、搬送裝置及凹陷部檢測方法。
提案有各種如下之方法：利用TOF(時差測距；Time of Flight)相機或LRF(雷射測距儀；Laser Range Finder)、立體相機等之三維感測器來取得構成圖像之被二維地配置之複數個點所分別包含之距離資訊的距離圖像資訊，而檢查於地板面或被堆疊於地板面之瓦楞紙箱之上表面等既定之平面上是否有異物或凹陷部。
例如，於日本專利特開2006-301962號公報中記載有將所拍攝之距離圖像資訊超分割(excessive division)為區域，並根據將深度距離設為縱軸座標點之二維座標系統之位置之設定，而將所拍攝之複數個物體分別加以分離。
於使用三維感測器來檢測如被載置於既定面之異物之情形時，由於在距離圖像資訊中，異物之形狀以點群存在於與既 定之面不同的位置，而可容易地辨識異物。然而，於既定之面之一部分凹陷之情形時，距離圖像資訊之點群之密度只會下降，而不會出現表示凹陷部之顯著之點群，從而存在有看漏凹陷部之情形。
本發明係鑒於上述課題而完成者，其目的在於提供以較高之精度來檢測存在於平面之一部分之凹陷部的凹陷部檢測裝置、具備該凹陷部檢測裝置之搬送裝置及凹陷部檢測方法。
為了達成上述目的，作為本發明一凹陷部檢測裝置，係根據具有與三維感測器之視野面交叉之平面部分的檢測對象之距離圖像資訊來檢測有存在於上述平面部分之可能性的凹陷部者、；其特徵在於具備有：基準值決定部，其自上述距離圖像資訊抽出分別符合複數個基準區域之複數個基準資訊，並根據複數個上述基準資訊來決定基準值，而該等複數個基準區域在上述平面部分中被設定於距上述三維感測器之距離在既定範圍內之檢測範圍內之不同位置；及存在提示部，其自上述距離圖像資訊抽出分別符合在上述平面部分中處於上述檢測範圍內之複數個比較區域的比較資訊，並根據各個上述比較資訊分別導出比較值，而於有如上述基準值與上述比較值之差分超過既定閾值之上述比較值存在之情形時，提示凹陷部之存在。
藉此，例如於檢測對象之包含平面部分之面上，在以感測器原點為中心之2個同心圓所夾之扇形拱狀之區域即檢測範圍內規定複數個基準區域，根據可自該基準區域得到之複數個基準資訊來算出基準值，並根據可自於相同檢測範圍內所規定之比較區域得到之比較資訊來算出比較值，而可根據基準值來對比較值進行評價。因此，可不受密度會隨著遠離三維感測器而逐漸降低且雜訊量 會相對地增加之距離圖像資訊的影響，而以較高之精度來檢測凹陷部。
又，上述基準區域亦可於上述平面部分沿著上述檢測範圍被均等地配置。
藉此，即便於已抑制自距離圖像資訊所抽出之資訊量之情形時，亦可抑制凹陷部之誤檢出。
又，上述基準區域亦可為上述平面部分中將上述檢測範圍均等地加以分割而成之區域。
藉此，由於自基準區域內之所有資料導出基準值，因此可提高凹陷部之檢測精度。
上述基準區域與上述比較區域亦可為相同區域。
藉此，由於基準資訊與比較資訊相同，因此可簡化自距離圖像資訊將該等抽出之作業，而可提高凹陷部檢出之速度。
又，亦可進一步具備有平面部分特定部，該平面部分特定部取得沿著上述三維感測器之視野面之上述檢測對象之部分即平行部分的距離圖像資訊，並根據上述距離圖像資訊來特定出上述平面部分之位置。
藉此，即便於不知道檢測對象之形狀之情形時，亦可根據平行部分之形狀而簡單地掌握平面部分之形狀。因此，可快速地決定檢測區域，而可提高凹陷部檢測之速度。
又，為了達成上述目的，作為本發明另一搬送裝置，其特徵在於具備有：上述凹陷部檢測裝置；台車，其供上述凹陷部檢測裝置安裝，自主地進行移動；及保持手段，其係安裝於上述台車，將載置於上述檢測對象之載置對象加以保持。
藉此，可快速地且高精度地檢測出凹陷部，而可有效地避免將貨物載置於有凹陷部存在之平面部分之上的現象。
又，上述保持手段亦可為複數根叉，上述凹陷部檢測裝置具備有複數個三維感測器，上述三維感測器分別被安裝於上述叉之前端，其對每個上述三維感測器嘗試進行凹陷部之檢測。
藉此，可變更三維感測器之高度，而可更高精度地對凹陷部進行檢測。
又，為了達成上述目的，作為本發明另一之凹陷部檢測方法，係根據具有與三維感測器之視野面交叉之平面部分之檢測對象之距離圖像資訊來檢測有存在於上述平面部分之可能性的凹陷部者；其特徵在於：基準值決定部自上述距離圖像資訊抽出分別符合複數個基準區域之複數個基準資訊，而該等複數個基準區域在上述平面部分中被設定於距上述三維感測器之距離在既定範圍內之檢測範圍內之不同位置，上述基準值決定部根據複數個上述基準資訊來決定基準值，存在提示部自上述距離圖像資訊抽出分別符合在上述平面部分中處於上述檢測範圍內之複數個比較區域的比較資訊，上述存在提示部根據各個上述比較資訊，分別導出比較值，且上述存在提示部於有如上述基準值與上述比較值之差分超過既定閾值之上述比較值存在之情形時，提示凹陷部之存在。
藉此，例如可於檢測對象之包含平面部分之面上，在以感測器原點為中心之2個同心圓所夾之扇形拱狀之區域即檢測範圍內規定複數個基準區域，根據可自該基準區域得到之複數個基準資訊來算出基準值，並根據可自相同檢測範圍內所規定之比較區域得到之比較資訊來算出比較值，而可根據基準值來對比較值進行評 價。因此，可不受密度會隨著遠離三維感測器而逐漸降低且雜訊量會相對地增加之距離圖像資訊的影響，而以較高之精度來檢測凹陷部。
再者，該等全部或具體之態樣，既可藉由裝置、積體電路、電腦程式或電腦可讀取之CD-ROM(唯讀光碟記憶體；compact disk read only memory)等記錄媒體來實現，亦可藉由裝置、積體電路、電腦程式及記錄媒體之任意組合來實現。
作為本發明之凹陷部檢測裝置、搬送裝置及凹陷部檢測方法，可精度良好地檢測存在於檢測對象之平面部分之一部分的凹陷部。
100‧‧‧凹陷部檢測裝置
101‧‧‧基準值決定部
102‧‧‧存在提示部
103‧‧‧檢測範圍
110‧‧‧三維感測器
111‧‧‧資訊去除部
112‧‧‧基準區域決定部
113‧‧‧基準資訊抽出部
114‧‧‧基準值算出部
115‧‧‧平面部分特定部
122‧‧‧比較區域決定部
123‧‧‧比較資訊抽出部
124‧‧‧凹陷判定部
131‧‧‧基準區域
139‧‧‧徑長
141‧‧‧比較區域
199‧‧‧視野面
200‧‧‧搬送裝置
201‧‧‧台車
202‧‧‧保持手段
203‧‧‧車輪
204‧‧‧控制裝置
221‧‧‧叉
222‧‧‧桅桿
300‧‧‧檢測對象
301‧‧‧平面部分
302‧‧‧凹陷部
303‧‧‧平行部分
310‧‧‧載置對象
311‧‧‧托板
312‧‧‧箱
S101~S112‧‧‧步驟
X、Y、Z‧‧‧方向
圖1係表示搬送裝置、檢測對象、及載置對象之立體圖。
圖2係將凹陷部檢測裝置之功能構成與機構構成一併表示之方塊圖。
圖3係表示三維感測器與檢測對象之關係之立體圖。
圖4係表示搬送裝置與檢測對象之關係之俯視圖。
圖5係表示自可自三維感測器所得到之距離圖像資訊抽出之二維圖像(點資訊)之圖。
圖6係用以說明另一態樣之基準區域與比較區域之圖。
圖7係用以說明特定出平面部分之形狀所決定之檢測範圍、基準區域、比較區域之圖。
圖8係表示凹陷部檢測裝置及具備有凹陷部檢測裝置之搬送裝置之動作的流程圖。
圖9係表示用以涵蓋平面部分之檢測範圍之決定狀態之一例的圖。
圖10係表示用以涵蓋平面部分之檢測範圍之另一決定狀態之一例的圖。
其次，一邊參照圖式，一邊對本案發明之凹陷部檢測裝置、搬送裝置及凹陷部檢測方法之實施形態進行說明。再者，以下之實施形態僅為表示本案發明之凹陷部檢測裝置、搬送裝置及凹陷部檢測方法之一例者。因此，本發明其範圍係將參考以下之實施形態並藉由申請專利範圍之內容所劃定者，而並非僅限定於以下之實施形態者。因此，對於以下之實施形態中之構成要素中表示本發明之最上位概念之獨立請求項中未記載之構成要素，雖然未必為達成本發明之課題所必需，但作為構成更佳之形態者進行說明。
又，圖式係為了表示本案發明而適當地進行強調或省略、比率之調整之示意圖，存在有與實際之形狀或位置關係、比率不同之情形。
[檢測對象、載置對象]
首先，對本實施形態所使用之檢測對象300及載置對象310進行說明。
圖1係表示搬送裝置、檢測對象、及載置對象之立體圖。
如該圖所示，載置對象310係由搬送裝置200所搬送且被移載至既定位置之對象物。該圖所示之載置對象310係呈矩陣 狀地被排列於水平面內之複數個箱312於上下方向被堆疊而被配置於托板311上而成者，但載置對象310並非被特別限定者。
檢測對象300係載置對象310藉由搬送裝置200所載置之對象物。檢測對象300並非被特別限定者，且供搬送裝置200移行之地板面等亦包含於檢測對象300中。在本實施形態之情形時，檢測對象300係與載置對象310為相同之物體，由托板311及呈立方體狀地被堆疊於其上之複數個箱312所構成。又，檢測對象300亦可理解為與後述之三維感測器110之視野面199(參照圖3)交叉之平面部分301、例如具備有由被堆疊之複數個箱312之上表面所形成之面部分與地板面之部分等的物體。
[搬送裝置之整體構成]
其次，說明搬送裝置200之構成之概要。
如圖1所示，搬送裝置200係在自主地(在無人之狀態下)動作而移動至檢測對象300之正面，且作為檢測對象300之上表面之平面部分301可供載置對象310載置之狀態下、例如在不存在凹陷部302之狀態下之情形時，將載置對象310載置於檢測對象300上之裝置且具備有凹陷部檢測裝置100、台車201、保持手段202、及控制裝置204。
[控制裝置]
控制裝置204具備有可掌握軌道與地板面等之移行對象上自己之位置，且可掌握與檢測對象300之相對位置關係的功能。又，控制裝置204係可藉由根據與自己之位置相關之資訊來控制驅動裝置 (未圖示)，而使被安裝於台車201之車輪203動作而自主地移動的裝置。另外，控制裝置204為了保持載置對象310或將保持解除，亦進行保持手段202之升降等之控制。
[台車]
台車201係安裝有凹陷部檢測裝置100，並且安裝有保持手段202、控制裝置204、及驅動裝置(未圖示)等，且根據控制裝置204而沿著移行對象移行的裝置。
[保持手段]
保持手段202係被安裝於台車201，且保持載置於檢測對象300之載置對象310的裝置。於本實施形態之情形時，保持手段202具備有：2根叉221，其等係相互平行地被配置為與搬送裝置200所移行之地板面平行；及桅桿222，其在維持叉221與地板面之平行的狀態下使2根叉221可沿著上下移動。保持手段202係可將2根叉221分別***被設置於載置對象310之托板311之複數個部位之孔部，並將載置對象310連同叉221一起抬起，藉此將載置對象310以支承狀態加以保持者。又，保持手段202係可將所保持之載置對象310載罩於例如檢測對象300之上表面或地板面等，並自托板311將叉221抽出，藉此將載置對象310之保持加以解除者。
再者，保持手段202並非被限定於叉221者，可例示自側面夾住載置對象310並加以保持者、或懸掛載置對象310而加以保持者等。
[凹陷部檢測裝置]
圖2係將凹陷部檢測裝置之功能構成與機構構成一起表示之方塊圖。
圖3係表示三維感測器與檢測對象之關係之立體圖。
圖4係表示搬送裝置與檢測對象之關係之俯視圖。
如該等圖所示，凹陷部檢測裝置100係根據檢測對象300之距離圖像資訊來檢測有存在於平面部分301之凹陷部302的裝置，其中，該檢測對象300具有與分別被安裝於作為保持手段202之2根叉221之前端之三維感測器110的視野面199交叉之平面部分301。凹陷部檢測裝置100具備有基準值決定部101及存在提示部102來作為功能部。
基準值決定部101與存在提示部102，係藉由電腦所具備之處理器及記憶體來實現。記憶體係藉由揮發性半導體記憶體或非揮發性半導體記憶體、硬碟驅動器等來實現。
再者，於本實施形態之情形時，凹陷部檢測裝置100雖根據可自2個三維感測器110得到之距離圖像資訊來檢測凹陷部302，但於以下之說明中，當作將可自2個三維感測器110得到之距離圖像資訊加以合成而可自1個三維感測器110所得到者來處理。又，將可自複數個三維感測器110得到之距離圖像資訊於初始階段加以合成、或是在對距離圖像資訊個別地進行資訊處理之後加以合成等進行合成之階段為任意。
又，於本實施形態中，將三維感測器110所朝向之方向(深度方向)設為Z軸方向。又，將與三維感測器110所朝向之方 向垂直之面且三維感測器110可檢測之範圍設為視野面199(XY平面)。又，將與Z軸方向垂直之方向且2根叉221所排列之第1方向(水平方向或左右方向)設為X軸方向，並將與Z軸方向及X軸方向垂直之第2方向(鉛垂方向或上下方向)設為Y軸方向。
又，於Z軸方向上，以三維感測器110為基準而將較三維感測器110更深處側設為Z軸方向正側，並將近前側設為Z軸方向負側。又，於X軸方向上，自三維感測器110觀察時將左側設為X軸方向正側，並將右側設為X軸方向負側。又，於Y軸方向上，自三維感測器110觀察時將上側設為Y軸方向正側，並將下側設為Y軸方向負側。亦即，於圖中，箭頭所朝向之側為各方向之正側，而其相反側為各方向之負側。
[三維感測器]
例如，如圖3、圖4所示般，三維感測器110係可取得表示虛擬地以分散狀態在存在於三維感測器110之視野面199(於圖3中僅記載單側)內之檢測對象300之平面部分301擴散之各點之三維位置之三維資訊的感測器。再者，如立體相機般藉由對可自1個相機所得到之二維資訊(圖像)進行處理而取得檢測對象300之平面部分301之各點之三維資訊的情形亦包含於三維感測器110。
再者，三維資訊既可以直角座標來表現，亦可以極座標或其他座標來表現。
此處，所謂距離圖像資訊係對表示存在於三維感測器110之視野面199之檢測對象300之複數個點追加表示自三維感測器110至檢測對象300之平面部分301之各點之距離之資訊所得到 的資訊，例如為可自三維資訊導出者。
於本實施形態之情形時，三維感測器110係使用利用被設置於相機周圍之發光元件(例如LED(發光二極體))將紅外光等之光照射至檢測對象300，並對攝像元件之每個攝像像素測量利用攝像元件可觀測到自檢測對象300所反射之反射光為止之時間，藉此對每個像素追加距檢測對象300之平面部分301之距離至檢測對象300之二維位置，來取得距離圖像資訊之TOF(Time Of Flight)相機。
如圖3、圖4所示，三維感測器110自發光元件將紅外光以脈衝形式朝Z軸正方向照射，並對被配置於XY平面之攝像元件之每個像素測定直至來自檢測對象300之反射光返回為止之時間，藉此測量距檢測對象300之平面部分301之各個部分為止之距離，來取得將距離資訊附加至視野面199之二維位置所得到之距離圖像資訊。再者，複數個三維感測器110均為相同之構成，如圖1所示般測量距檢測對象300之平面部分301之複數個部位之三維距離來取得距離圖像資訊。
圖5係表示可自從三維感測器得到之距離圖像資訊所抽出之二維圖像(點資訊)的圖。
該圖所示之各點係點資訊，表示檢測對象300之表面於視野面199內之二維位置。再者，距離圖像資訊係對圖5所示之各點與距離資訊建立關聯。又，如該圖所示，三維感測器110輸出多個雜訊。又，相對於視野面199呈交叉狀(本實施形態中為正交)地被配置之平面部分301，處於根據幾何關係，二維圖像中之點之深度方向(圖3中Z軸方向)之間隔越遠離三維感測器110，便越擴 大之狀態。亦即，若距三維感測器110之距離越遠，點資訊之密度便會降低。
又，三維感測器110由根據所反射之光來測定距離等，因此雜訊量亦會根據檢測對象300之平面部分301之反射率而增減。
本發明係自如此之狀況之距離圖像資訊將距離資訊排除在外，並著眼於存在於二維圖像之點之密度而相對較快速地檢測凹陷部302者。
再者，於本實施形態中，由於各三維感測器110之視野面199相對於檢測對象300較小，因此搬送裝置200雖設為具備有於水平方向排列之2個三維感測器110之構成，但本案發明並不限定於具備有2個三維感測器110之構成。亦即，搬送裝置於採用測量範圍相對於檢測對象300足夠大之感測器來作為三維感測器110之情形時，亦可設為僅具備有1個三維感測器110之構成。又，2個三維感測器110不僅可被安裝於叉221之前端，亦可分別被安裝於台車201之前表面側之左右端等。
又，三維感測器110亦可為掃描雷射光而根據雷射光之反射光來測定複數個部位之座標及距離之LRF(Laser range finder)等。
[基準值決定部]
基準值決定部101係根據可自三維感測器110得到之資訊來製作成為判斷凹陷部302是否存在之基準之基準值的處理部，且具備有資訊去除部111、基準區域決定部112、基準資訊抽出部113、基 準值算出部114來作為功能部。
資訊去除部111係自可自三維感測器110所得到之距離圖像資訊中將與距離相關之資訊排除，並抽出如圖5所示之包含二維之點之位置之資訊之點資訊的處理部。藉由距離圖像資訊由資訊去除部111所處理，使資訊去除部111以後之處理僅處理點資訊，而使資訊量相較於可自三維感測器110所得到之距離圖像資訊變得非常少，從而可快速地執行以後之處理。
基準區域決定部112係如圖4所示般，決定距三維感測器110之距離在既定範圍內之檢測範圍103，而且於檢測範圍103內對不同之位置決定複數個基準區域131的處理部。複數個基準區域131係以成為相互地相同或大致相同之面積之方式所決定。
於本實施形態之情形時，基準區域決定部112將檢測範圍103決定為扇形拱狀(年輪蛋糕型)，其中，該扇形拱狀係將如距2個三維感測器110之中間位置(感測器原點)之距離成為既定範圍內之2個同心圓所夾之區域沿著半徑方向切斷所得之一部分。亦即，所謂距三維感測器110之距離在既定範圍內之檢測範圍103係於與視野面199垂直地正交之面上，由距三維感測器110為第一距離之圓弧與較第一距離更長之第二距離之圓弧所夾之區域。
又，基準區域決定部112亦可以覆蓋平面部分301之整體之方式來決定距離不同之複數個檢測範圍103。
又，基準區域決定部112以於平面部分301均等地分割檢測範圍103之方式來決定基準區域131。
再者，於圖4中，將檢測範圍103三等分所得之部位雖成為基準區域131，但基準區域131之數量只要為2個以上，則 亦可分割為較3個更多。又，該分割數亦可根據X軸方向上構成檢測對象300之箱312之數量等所決定。
又，基準區域131不僅可如圖4所示般將檢測範圍103分隔而以接觸狀態來配罩，亦可如圖6所示般被設定於分開之位置。
此處，基準區域決定部112亦可進一步具備有平面部分特定部115，該平面部分特定部115於決定檢測範圍103之前將沿著三維感測器110之視野面199之作為檢測對象300之部分之平行部分303(參照圖1、圖3)之距離圖像資訊與平面部分301一起取得或另外取得，並根據包含平行部分303之資訊之距離圖像資訊來特定出平面部分301之位置。
具體而言，平面部分特定部115根據平面部分301與平行部分303之交界(邊緣)之長度或角度、平行部分303所包含之托板311之大小、或孔之大小、2個孔之距離等，而預測性地特定出平面部分301之形狀。
基準區域決定部112亦可根據平面部分特定部115之既定結果，如圖7所示般決定檢測範圍103，而決定基準區域131。
基準資訊抽出部113自距離圖像資訊將分別符合由基準區域決定部112所決定之複數個基準區域131的基準資訊抽出。
於本實施形態之情形時，分別抽出基準區域131所包含之點資訊之數量，來作為基準資訊。
基準值算出部114藉由對與基準資訊抽出部113所抽出之各基準區域131對應之基準資訊進行統計處理，來決定基準值。
於本實施形態之情形時，基準值算出部114算出各基準區域131所包含之點資訊之數量、即點之密度之平均，來作為基準值。
[存在提示部]
存在提示部102係根據基準值決定部101所決定之基準值判斷是否存在凹陷部302，並於判斷為至少有凹陷部302存在之情形時提示該內容之處理部，且具備有比較區域決定部122、比較資訊抽出部123、及凹陷判定部124，來作為功能部。
比較區域決定部122係於藉由基準值決定部101之基準區域決定部112所決定之檢測範圍103內，於不同位置決定複數個比較區域141之處理部。比較區域141由於為用於判斷凹陷部302之有無之區域，因此較佳為以儘可能廣泛且均等地分佈於檢測範圍103內之方式來決定。
於本實施形態之情形時，複數個比較區域141係以成為相互地相同或大致相同之面積之方式來決定，如圖4所示，基準區域131與比較區域141一致。
再者，比較區域141亦可不必一定與基準區域131一致，而如圖6所示般決定為與基準區域131不同之區域。
比較資訊抽出部123自距離圖像資訊分別將符合藉由比較區域決定部122所決定之複數個比較區域141的複數個比較資訊抽出。
於本實施形態之情形時，分別將比較區域141所包含之點資訊之數量作為比較資訊而抽出。又，於本實施形態之情形 時，由於基準區域131與比較區域141一致，因此比較資訊抽出部123將基準資訊抽出部113所抽出之基準資訊作為比較資訊來使用。
凹陷判定部124根據比較資訊抽出部123所抽出之比較資訊分別導出比較值，而導出基準值決定部101所決定之基準值與各個比較值之差分，並於有如該差分超過既定閾值之比較值存在之情形時，作為於導出該比較值之比較區域141有凹陷部302存在而提示該內容。提示方法並非被特別限定者，例如，既可將表示有凹陷部302存在之資訊輸出至其他控制裝置等，亦可利用聲音、光、影像等來進行提示。
[動作]
其次，對凹陷部檢測裝置100及具備有凹陷部檢測裝置100之搬送裝置200之動作進行說明。
圖8係表示凹陷部檢測裝置及具備有凹陷部檢測裝置之搬送裝置之動作的流程圖。
保持有載置對象310之狀態之搬送裝置200，若根據預先被賦予之檢測對象300之位置與自己位置而判斷為已接近檢測對象300，便對在檢測對象300之平面部分301是否有凹陷部302存在進行判斷(S101)。
其次，判斷是否需要進行平行部分303之確認。例如，於在預先被賦予之檢測對象300之正面配置有搬送裝置200之情形時，判斷為不進行平行部分303之確認，而於檢測對象300與搬送裝置200之相對姿勢為傾斜之情形時，判斷為確認平行部分 303(S102)。再者，該判斷為一例，亦可存在有其他之判斷基準。
其次，於確認平行部分303(S102：是)之情形時，藉由使保持手段202下降而降低三維感測器110之位置，或者，維持現狀之位置並利用三維感測器110來取得包含平行部分303之距離圖像資訊。
然後，基準區域決定部112根據所得到之距離圖像資訊特定出平面部分301之位置(S103)。此外，亦可特定出平面部分301相對於搬送裝置200之姿勢。
其次，於特定出平面部分301之形狀之情形時，基準區域決定部112根據所特定出之平面形狀來決定距三維感測器110之距離在既定範圍內之檢測範圍103(S104)。另一方面，於未特定出之情形時，基準區域決定部112將距三維感測器110之距離在既定範圍內之預先被規定之區域決定為檢測範圍103(S104)。
其次，於所決定之檢測範圍103內，基準區域決定部112將基準區域131決定於複數個部位(S105)。
其次，對所決定之各基準區域131，基準資訊抽出部113抽出基準資訊(S106)。
其次，根據所抽出之基準資訊，將基準區域131內之點資訊之數量之基準資訊之平均決定為基準值(S107)。
其次，於在檢測範圍決定步驟(S104)所決定之檢測範圍103內，比較區域決定部122將比較區域141決定於複數個部位(S108)。於本實施形態之情形時，將基準區域131決定為比較區域141。
其次，對所決定之各比較區域141，比較資訊抽出部 123抽出比較資訊(S109)。
其次，凹陷判定部124根據所抽出之比較資訊，依序導出每個比較區域141之比較值，依照導出順序導出比較值與基準值之差分，並反覆進行判定直至所得到之差分超過既定閾值(S110：是)為止。於超過閾值之情形時，進行有凹陷部302存在之內容之提示(S111)，並結束處理。另一方面，於不存在差分超過閾值之比較區域141之情形時，設為在檢測範圍103內不存在凹陷部302並進入下一處理(S110：否)。
其次，如圖9所示，判斷是否已藉由複數個檢測範圍103而涵蓋檢測對象300之平面部分301整體(S112)，於未涵蓋平面部分301整體之情形時(S112：否)，返回檢測範圍決定步驟(S104)。於該情形時，基準區域決定部112將距三維感測器110之距離在既定範圍且先前所決定之檢測範圍103以外之區域決定為檢測範圍103。另一方面，於涵蓋有平面部分301整體之情形時(S112：是)，結束處理。
[效果]
根據本實施形態之凹陷部檢測裝置100、及利用凹陷部檢測裝置100之凹陷部檢測方法，由於自可自三維感測器110得到之距離圖像資訊去除距離資訊，並利用二維之點資訊來判斷凹陷部302之有無，因此可相對較快速地檢測凹陷部302。因此，被提示有凹陷部302存在之搬送裝置200等，可中止將載置對象310載置於檢測對象300之平面部分301上，而可避免貨物倒塌等之危險。
又，於在平面部分301內存在有凹陷部302之情形 時，若凹陷部302內不存在將三維感測器110放射之光加以反射之物體，三維感測器110便會經常顯示無效值或出現雜訊。又，三維感測器110由於距三維感測器110之距離越遠，可檢測之點資訊之密度便會越低，因此會因遠離三維感測器110之檢測範圍103之點資訊之密度低於接近三維感測器110之檢測範圍103之點資訊之密度，而難以判斷出在遠離三維感測器110之部分有凹陷部302存在。又，於凹陷部302之點出現雜訊之情形時，尤其會存在有相較於位於近前之凹陷部302之雜訊，密度會高於深處側之平面上之點群。無法因為為固定之密度閾值便判斷為凹陷部302。
因此，本發明決定距三維感測器110之距離在既定範圍內之檢測範圍103，並根據該檢測範圍103內之測定值動態地生成基準值，藉此消除雜訊之影響，而消除依存於距三維感測器110之距離之密度變化的影響。因此，由於根據該基準值來判定於相同之檢測範圍103是否有凹陷部302存在，因此可以較高之精度來檢測凹陷部302。
根據以上所述，即便於三維感測器110與檢測對象300離非常遠之情形時，亦可檢測出存在於檢測對象300之平面部分301之凹陷部302。因此，例如，藉由在搬送裝置200靠近檢測對象300之前檢測出凹陷部302，可省略搬送裝置200將載置對象310搬送至檢測對象300之上方等無用之動作。
[變形例]
再者，本案發明並非被限定於上述實施形態者。例如，亦可將任意地組合本說明書所記載之構成元件，並且將若干個構成元件加 以排除所實現之其他實施形態設為本案發明之實施形態。又，對上述實施形態於不脫離本案發明之主旨、即申請專利範圍所記載之文字所表示之意思之範圍內實施由本發明技術領域中具有通常知識者可思及之各種變形所得到之變形例，亦包含於本發明中。
再者，檢測範圍103之形狀等並非被特別限定者，於如圖10所示般可以1個較大之扇形圓頂形狀覆蓋平面部分301之大致整體之情形時，亦可將該較大之扇形圓頂形狀沿著徑向分割成複數個設為檢測範圍103。又，作為檢測範圍103之徑向長度之徑長139，既可於檢測範圍103相互地相同，而且，亦可將距同心圓中心之距離設為參數並依照例如tan函數使其產生變化。
又，雖已將基準值或比較值設為點資訊之密度而進行說明，但並不限定於此，例如，亦可使用基準區域131內之點數相對於檢測範圍103內之所有點數之比例來算出基準值。於該情形時，比較值亦成為比較區域141內之點數相對於檢測範圍103內之所有點數之比例。
又，雖已將基準值設為平均值而進行說明，但既可為最大值、最小值、中央值等，亦可使用標準偏差等。
又，雖已將檢測對象300與載置對象310設為相同者進行說明，但並不限定於此。例如於搬送裝置200為將箱子等貨物呈矩陣狀地且一次一個地排列於水平面內之裝置之情形時，先被排列於水平面內之貨物之集合便成為檢測對象，而進一步被排列於檢測對象300上之各個箱便成為載置對象310。
又，雖已對僅於有凹陷部302存在之情形時提示該內容之情形進行說明，但亦可提示無凹陷部302存在之內容。又，於 有凹陷部302存在之情形時，亦可提示凹陷部302之大小或平面部分301中之位置等資訊。於該情形時，亦可根據凹陷部302之位置或大小來判斷是否將載置對象310載置於檢測對象300之平面部分301上。例如，亦可於如上述實施形態般在角落部分有凹陷部302存在之情形時，因缺乏穩定性而中止載置對象310之載置，並於僅在平面部分301之中央部有凹陷部302存在之情形時，執行載置對象310之載置等。
又，不僅如上述實施形態般對平面部分301之整體檢測凹陷部302之情形，亦可僅對平面部分301中遠離三維感測器110之部分使用凹陷部檢測裝置100、及凹陷部檢測方法，而對雜訊等相對較少之較近之部分，則利用其他方法來檢測凹陷部302。
本發明係作為可於有產生凹陷部之可能性之平面部載置貨物之起重機等之搬送裝置而發揮作用。
103‧‧‧檢測範圍
110‧‧‧三維感測器
131‧‧‧基準區域
141‧‧‧比較區域
200‧‧‧搬送裝置
221‧‧‧叉
300‧‧‧檢測對象
301‧‧‧平面部分

Claims (8)

  1. 一種凹陷部檢測裝置，係根據具有與三維感測器之視野面交叉之平面部分之檢測對象之距離圖像資訊來檢測，有存在於上述平面部分之可能性的凹陷部者；其中，距上述三維感測器之距離越遠，點資訊的密度便會降低，且該凹陷部檢測裝置具備有：基準值決定部，其自上述距離圖像資訊抽出分別符合複數個基準區域之複數個作為基準資訊的上述點資訊，並根據複數個上述基準資訊來決定基準值，而該等複數個基準區域位於距上述三維感測器之距離在既定範圍內之檢測範圍內之不同位置；及存在提示部，其自上述距離圖像資訊抽出分別符合處於上述檢測範圍內之複數個比較區域之比較資訊，並根據各個上述比較資訊分別導出比較值，而於有如上述基準值與上述比較值之差分超過既定閾值之上述比較值存在之情形時，提示凹陷部之存在；上述三維感測器若距離越遠，點資訊的密度便會降低。
  2. 如請求項1之凹陷部檢測裝置，其中，上述基準區域係沿著上述檢測範圍被均等地配置。
  3. 如請求項1之凹陷部檢測裝置，其中，上述基準區域係將上述檢測範圍均等地加以分割而成之區域。
  4. 如請求項1之凹陷部檢測裝置，其中，上述基準區域與上述比較區域係相同之區域。
  5. 如請求項1之凹陷部檢測裝置，其中，上述基準值決定部取得沿著上述三維感測器之視野面之上述檢測對象之部分即平行部分的距離圖像資訊，並根據上述距離圖像資 訊來特定出上述平面部分之形狀。
  6. 一種搬送裝置，其具備有：凹陷部檢測裝置；台車，其供上述凹陷部檢測裝置安裝，且自主地進行移動；及保持手段，其係安裝於上述台車，將載置於檢測對象之載置對象加以保持；其中，該凹陷部檢測裝置係根據具有與三維感測器之視野面交叉之平面部分的上述檢測對象之距離圖像資訊來檢測有存在於上述平面部分之可能性的凹陷部者，而距上述三維感測器之距離越遠，點資訊的密度便會降低，且該凹陷部檢測裝置具備有：基準值決定部，其自上述距離圖像資訊抽出分別符合複數個基準區域之複數個基準資訊，並根據複數個上述基準資訊來決定作為基準值的上述點資訊，而該等複數個基準區域位於距上述三維感測器之距離在既定範圍內之檢測範圍內之不同位置；及存在提示部，其自上述距離圖像資訊抽出分別符合處於上述檢測範圍內之複數個比較區域之比較資訊，並根據各個上述比較資訊分別導出比較值，而於有如上述基準值與上述比較值之差分超過既定閾值之上述比較值存在之情形時，提示凹陷部之存在。
  7. 如請求項6之搬送裝置，其中，上述保持手段係複數根叉，上述凹陷部檢測裝置具備有複數個三維感測器，上述三維感測器分別被安裝於上述叉之前端，其對每個上述三維感測器嘗試進行凹陷部之檢測。
  8. 一種凹陷部檢測方法，係根據具有與三維感測器之視野面交叉 之平面部分之檢測對象之距離圖像資訊並藉由凹陷部檢測裝置來檢測，有存在於上述平面部分之可能性的凹陷部者；其中，距上述三維感測器之距離越遠，點資訊的密度便會降低，基準值決定部自上述距離圖像資訊抽出分別符合複數個基準區域之複數個作為基準資訊的上述點資訊，而該等複數個基準區域在上述平面部分中位於距上述三維感測器之距離在既定範圍內之檢測範圍內之不同位置，上述基準值決定部根據複數個上述基準資訊來決定基準值，存在提示部自上述距離圖像資訊抽出分別符合在上述平面部分中處於上述檢測範圍內之複數個比較區域的比較資訊，上述存在提示部根據各個上述比較資訊，分別導出比較值，上述存在提示部於有如上述基準值與上述比較值之差分超過既定閾值之上述比較值存在之情形時，提示凹陷部之存在，且上述三維感測器若距離越遠，點資訊的密度便會降低。
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