(57)【要約】      （修正有）【課題】複数の食材を組み合わせて串刺しにするとき、個々の食材の形状・重量が一定でない場合でも、串刺し製品の製品の形状・重量がほぼ一定となるようにする。【解決手段】対象食材に関する画像を取得する取得部２と、上記取得部２が取得した食材画像から上記食材の形状等の情報を判定する食材情報判定部１１と、一本の串に刺して供給すべき食材の個数及び縦方向の合計長さ情報等を記憶する記憶部３と、上記食材情報判定部１１が判定した食材の形状情報等及び上記記憶部３に記憶した個数及び合計長さ情報等を参酌して、上記食材に対して行う串刺し機への供給作業を決定する作業決定部１２とを含むことを特徴とする情報処理装置１。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の食材を組み合わせて串刺しにする食品の串刺し機の食材供給に用いる情報処理装置であって、
対象食材に関する画像を取得する取得部と、
上記取得部が取得した食材画像から上記食材の形状情報を判定する食材情報判定部と、
一本の串に刺して供給すべき食材の個数及び縦方向の合計長さ情報を記憶する記憶部と、
上記食材情報判定部が判定した食材の形状情報及び上記記憶部に記憶した個数及び合計長さ情報を参酌して、上記食材に対して行う串刺し機への供給作業を決定する作業決定部と
を備えていることを特徴とする情報処理装置。
【請求項２】
上記食材情報判定部がさらに上記食材の方向情報を判定するとともに上記記憶部がさらに食材の設置方向情報を記憶し、上記作業決定部は上記食材情報判定部が判定した方向情報及び上記記憶部に記憶した設置方向情報をも参酌して上記食材に対して行う串刺し機への供給作業を決定することを特徴とする請求項１記載の情報処理装置。
【請求項３】
上記食材情報判定部が上記食材の重量情報を判定するとともに上記記憶部がさらに一本の串に刺して供給すべき食材の合計重量情報を記憶し、上記作業決定部は上記食材情報判定部が判定した重量情報及び上記記憶部に記憶した合計重量情報をも参酌して上記食材に対して行う串刺し機への供給作業を決定することを特徴とする請求項１又は２記載の情報処理装置。
【請求項４】
上記食材情報判定部が上記食材の種類情報を判定するとともに上記記憶部が一本の串に刺して供給すべき食材の設置種類情報をさらに記憶し、上記作業決定部は上記食材情報判定部が判定した種類情報及び上記記憶部に記憶した設置種類情報を参酌して上記食材に対して行う串刺し機への供給作業を決定することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載の情報処理装置。
【請求項５】
上記食材情報判定部は、機械学習機構を備え、当該機械学習機構による学習結果を参酌して上記食材に関する情報を判定することができる請求項１から４のいずれか１項記載の情報処理装置。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか１項に記載の装置としてコンピュータを機能させるための制御プログラムであって、上記取得部、情報判定部、記録部及び作業決定部としてコンピュータを機能させるための制御プログラム。
【請求項７】
情報処理装置と、食材を運搬するロボットアームとを備えた食材供給システムであって、
上記情報処理装置は、
対象食材に関する画像を取得する取得部と、
上記取得部が取得した食材画像から上記食材の位置・形状情報を判定する食材情報判定部と、
一本の串に刺して供給すべき食材の個数及び縦方向の合計長さ情報を記憶する記憶部と、上記食材情報判定部が判定した食材の形状情報及び上記記憶部に記憶した個数及び合計長さ情報を参酌して、上記食材に対して行う串刺し機への供給作業を決定する作業決定部と、
上記ロボットアームを、上記食材の位置情報及び上記決定した供給作業に応じて制御するするロボットアーム制御部と
を備えることを特徴とする食材供給システム。
【請求項８】
請求項７記載の食材供給システムを用いて串刺し機に食材を供給することを特徴とする串刺し食品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は食品、特に焼き鳥やピンチョスフード（フィンガーフード）のように食材を複数組み合わせて串刺しにした食品の製造のための串刺し機への食材の供給技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数の食材を串刺しにする工程の大部分は機械化が可能となっており、例えば下記の特許文献１では、複数の串受け部に収容された串の後端を、串刺し対象（例えば、冷凍食材（冷凍の豚ばら肉や鳥肉）等の串刺し食材など）に向けて押し出して串刺し対象を串刺す串刺し処理部と、串刺し処理部による串刺し処理を行う前に、予め串刺し対象に対して下穴を開ける下穴処理部と、串刺し対象を載置する複数のトレイを搬送する搬送手段（例えば、チェーンやベルトコンベア等の搬送コンベア）とを含んで構成された串刺し機が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１７−２０１９３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
商品の串刺し工程においては、製品を一定の形状・重量や商品性のある外観をそなえたものにするため、供給ラインから供給される食材を観察し瞬時の判断で食材の形、重量、方向、順番を決定し機械に投入する必要がある。そのため、これまでは串刺し工程のうち串刺し機のトレイへの串刺し対象の供給は機械化することができず、１ライン３〜４名を配して人手で行っており、時間がかかったり人手不足やコスト高となる問題があった。
【０００５】
本発明の一態様は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、食品の串刺し行程、特に焼き鳥やピンチョスフードのように不定形の食材を複数組み合わせて串刺しにする食品の串刺し機への食材の迅速かつ合理的な供給を行う情報処理装置等を提供することを目的とする。また大きさにばらつきのある食材であっても、組み合わせて供給することにより一定の量・品質を備えた串刺し製品とすることのできる情報処理装置等を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、複数の食材を組み合わせて串刺しにする食品の串刺し機の食材供給に用いる情報処理装置であって、対象食材に関する画像を取得する取得部と、上記取得部が取得した食材画像から上記食材の形状情報を判定する食材情報判定部と、一本の串に刺して供給すべき食材の個数及び縦方向の合計長さ情報を記憶する記憶部と、上記食材情報判定部が判定した食材の形状情報及び上記記憶部に記憶した個数及び合計長さ情報を参酌して、上記食材に対して行う串刺し機への供給作業手順を決定する作業決定部とを含むことを特徴とする情報処理装置により上記の課題を解決する。
【０００７】
食材の形状情報は画像に含まれる食材のおおまかな外形と寸法を表す情報であって、食材の種類や前処理に応じて生じる一般的な３次元形状の各次元を表す量、例えばほぼ直方体の生肉であれば縦・横・奥行方向の長さなどとして記憶される。これはラインレーザー発生装置を用いたり、単一または複数のカメラで撮影して得た複数の画像から公知の手法で特徴量を抽出し、３次元画像処理することにより生成することができる。
【０００８】
上記作業決定部は、食材の形状情報と上記個数及び合計長さ情報に応じて、一本の串に刺される食材の縦方向の合計長さがあらかじめ記憶された設定範囲内となるように、上記食材に対して行う串刺し機への供給作業手順（供給の可否・順序・方向等）を決定することができる。
【０００９】
本出願に係る別の発明では、上記作業決定部は、供給する食材に方向性がある場合にそれが所望の供給方向となるように、上記食材に対して行う串刺し機への供給作業を決定することができる。この場合、食材の縦方向合計長さの判定においても食材の設置方向が参酌される。食材の方向情報は、例えば食材の形状情報や表面の画像などから判断することができる。
【００１０】
本出願に係る別の発明では、上記食材情報判定部が上記食材の重量情報を判定するとともに上記記憶部がさらに一本の串に刺して供給すべき食材の合計重量情報を記憶し、上記作業決定部は上記重量情報及び上記合計重量情報を参酌して上記食材に対して行う串刺し機への供給作業を決定することができる。例えば供給ラインが１種類の食材を含む場合、食材の形状情報と一般的な食材の密度から食材の重量情報を計算する。供給ラインが２種類以上の食材を含む場合、食材の形状情報や表面画像から食材の種類を判断し、それを勘案して食材の重量情報を判定することもできる。
【００１１】
本出願に係る別の発明では、上記食材情報判定部が上記食材の形状情報や表面画像から食材の種類情報を判定するとともに、上記記憶部は一本の串に刺して供給すべき食材の設置種類情報をさらに記憶し、上記作業決定部は上記種類情報及び上記設置種類情報を参酌して上記食材に対して行う串刺し機への供給作業を決定することができる。設置種類情報は例えば野菜−食肉−野菜−食肉のように、串刺し機に供給すべき食材の種類の順序として記憶させることができる。
【００１２】
好ましくは、上記食材情報判定部は、目視による判定や製品の良否等に基づいて教示可能な機械学習機構を備え、当該機械学習機構による学習結果を参酌して上記食材に関する情報を判断・判定することができる。
【００１３】
本出願に係る別の発明は、情報処理装置と、食材を運搬するロボットアームとを備えた食材供給システムであって、上記情報処理装置は、対象食材に関する画像を取得する取得部と、上記取得部が取得した食材画像から上記食材の位置・形状情報を判定する食材情報判定部と、一本の串に刺して供給すべき食材の個数及び縦方向の合計長さ情報を記憶する記憶部と、上記食材情報判定部が判定した食材の形状情報及び上記記憶部に記憶した個数及び合計長さ情報を参酌して、上記食材に対して行う串刺し機への供給作業を決定する作業決定部と、上記食材を、上記位置情報及び決定した供給作業に応じてロボットアームを制御するロボットアーム制御部を含むことを特徴とする食材供給システム、及びそれを利用した串刺し食品の製造方法により課題を解決する。
【００１４】
ロボットアームとして水平多関節ロボットを使用することにより、串刺し機のトレイ等の所定位置への移動と、食材の方向を設置方向に合わせるための回転とを行わせることができる。供給する食材の量や種類などに応じてシステムは２個以上の情報処理装置及びロボットアームを含むこともできる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態における食材供給システムの情報処理装置の機能ブロック図
【図２】本発明の実施形態の処理の流れを示すフローチャート
【図３】本発明の実施形態における食材の一例を示す
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、焼き鳥用の串刺し機への食材の供給に係る本発明の食材供給システムの一実施形態について説明する。
【００１７】
本実施形態に係る食材供給システムは、複数の食材を組み合わせて串刺しにする食品の串刺し機の食材供給装置であって、対象食材に関する画像を取得する取得部と、上記取得部が取得した食材画像から上記食材の情報を判定する食材情報判定部と、一本の串に刺して供給すべき食材の個数・種類及び縦方向の合計長さ・重量情報等を記憶する記憶部と、上記食材情報判定部が判定した食材の情報及び上記記憶部に記憶した個数・種類及び合計長さ・重量等の情報を参酌して、上記食材に対して行う串刺し機への供給作業を決定する作業決定部とからなる情報処理装置と、上記食材を上記決定した供給作業に応じて移動するロボットアームとを含む。
【００１８】
図１は本実施形態に係る食材供給システムの情報処理装置１の機能ブロック図である。図１に示す通り、情報処理装置１は、情報処理部１０、取得部２、記憶部３、ロボットアーム制御部４を備えている。情報処理部１０は食材の画像情報と記憶情報を用いて食材に関する判別を行い供給作業の手順を決定する部分であって、食材情報判定部１１と作業決定部１２を備える。
【００１９】
食材情報判定部１１は後述の取得部２が取得した食材の画像情報から個別の食材を認識し、各食材の位置・形状・種類・方向・重量情報など串刺し機への供給作業に必要な各種情報を判定する。食材情報判定部１１は、目視による判断や串刺し製品の良否などを参酌して判定の精度を高めるための機械学習機構を備えていてもよい。
【００２０】
作業決定部１２は、食材情報判定部１１が判定した各食材の位置・形状・種類・方向・重量などの各種情報と、後述の記憶部３に記憶された串刺し製品の合計長さ・重量、配置すべき食材の種類・位置などの情報に応じて、各食材に対して行う以降の作業を決定する。
【００２１】
取得部２は、図１には食材の供給ラインに面して設けられた図示しない撮像装置から、供給ライン上を流れる前処理された食材の画像を取得する。撮像装置は３次元画像処理のために必要な設備、例えば単数若しくは複数のカメラ、レーザー光照射装置等を備える。
【００２２】
記憶部３は、一本の串に刺して供給すべき食材の個数、種類、縦方向の合計長さ・重量情報等を必要に応じて記憶する部分である。
【００２３】
ロボットアーム制御部４は、食材の供給ラインの側方に設けられた図示しない水平多関節（スカラ）ロボットを制御し、串刺し機のトレイ等の所定位置への食材の移動と、食材の方向に応じた回転などを行わせる処理を行う部分である。
【００２４】
なお、情報処理装置１は図示しない供給ラインのコンベアを制御するためのコンベア制御部をさらに備えることもできる。情報処理装置１の各部は１個に限らず複数を備えることもできる。
【００２５】
本実施形態における処理の流れについて図１及び図２に基づいてステップごとに説明する。図２は、本実施形態に掛かる処理の流れを示すフローチャートの一例である。なお図３は本実施形態の食材供給システムにより串刺し機のトレイ等に配置される食材の一例であり、図中Ａは野菜、Ｂは食肉を示している。
【００２６】
（Ｓ１０１）
ステップＳ１０１において、取得部２は、供給ラインに臨んで設置された図示しない複数のカメラにより供給ライン上を流れる食材の画像を取得し、当該画像を情報処理部１０に出力する。各画像は複数の食材を含んでいてもよい。
【００２７】
（Ｓ１０２）
ステップＳ１０２において、情報処理部１０は、ステップＳ１０１で取得部２が取得した画像について三次元画像処理を行い、画像内における特徴点及び特徴量を抽出する。（これらの処理手順は用いる画像処理技術によって互いに前後することがある。）
【００２８】
（Ｓ１０３）
ステップＳ１０３において、食材情報判定部１１は、画像内における食材を認識し、各食材の位置、形状、種類、方向、重量等を判定する。
【００２９】
（Ｓ１０４）
ステップＳ１０４において、作業決定部１２は、ステップＳ１０３において情報処理部１０が判定した各食材の位置、形状、種類、方向、重量等と、記憶部３に記憶された一本の串に刺して供給すべき食材の個数、種類、縦方向の合計長さ・重量情報等に応じて、当該食材に対する以降の作業を決定する。
【００３０】
例えば、記憶部３において、一本の串に野菜−食肉−野菜−食肉の４個の食材を順に並べて刺すこと、各食材を串と垂直に配置することが記憶されている場合には、作業決定部１２は、認識された複数の食材の種類情報から次の配置個所に対応する食材を選択し、位置・方向情報から必要な移動量・回転量を決定する。
【００３１】
記憶部３において一本の串に刺す食材の合計長さが記憶されている場合には、作業決定部１２は、認識された複数の食材の形状情報と既に設置した食材の形状情報から、次の配置個所に適当な食材を選択する。食材について設置方向が指定されている場合にはそれも参酌する。さらに串刺しに適さない不整形の食材を除くための条件を加えてもよい。
【００３２】
記憶部３において一本の串に刺す食材の合計重量が記憶されている場合には、作業決定部１２は、認識された複数の食材の重量情報とすでに設置した食材の重量情報から、次の配置個所に適当な食材を選択する。
【００３３】
合計長さ・重量に基づく作業決定の手順は、例えば、串に供給すべき残り個数に応じて合計長さ等を所定範囲内とするための食材の長さ・重量等の必要条件を順次求めて供給の可否を決定してもよいし、数個の食材の形状・重量情報を一時記憶しておき、上記個数及び合計長さ・重量情報に応じて一本の串に供給すべき食材の組み合わせや順序を一括で決定してもよい。
【００３４】
（Ｓ１０５）
ステップＳ１０５において、ロボットアーム制御部は、対象となる食材がステップＳ１０４において作業決定部１２が決定した作業に応じた所定の位置・方向に移動するようにロボットアームを稼働させる。
【００３５】
これにより、一本の串を構成する各食材の種類・方向・合計長さ・重量等の設定に応じて食材が串刺し機のトレイ等に配置され、串刺し機への食材の迅速かつ合理的な供給を行うことができる。
【００３６】
本実施例の食材供給システムを焼き鳥の串刺し機への食材投入に使用することにより、これまで３名で行っていた投入作業を省力化し、品質チェックを行う１名の人員のみで対応できるようになった。
【符号の説明】
【００３７】
１  情報処理装置
２  取得部
３  記憶部
４  ロボットアーム制御部
１０  情報処理部
１１  食材情報判定部
１２  作業決定部
Ａ  野菜
Ｂ  食肉
【図１】
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【図２】
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【図３】
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