(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
袋物等の物体であってその表面に複数個の特定のマークが付されている物体の一部に他の同様な物体の一部が重なるように時計回り若しくは反時計回りに順次複数の物体を重ね合わせた場合における物体の位置認識装置において、
上記物体の全体の画像を取込んでこのときの画像信号に基づく特徴抽出により上記マークの位置を検出し、このマークに基づき物体の重ね合わせ方向を検出するととともに最も上に重ねてある物体の位置を検出するように構成したことを特徴とする物体の位置認識装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は物体の位置認識装置に関し、特にパレット上に複数の袋物をその一部が他の一部に重なるように時計回り若しくは反時計回りに順次重ね合わせた場合において最も上に重ねてある袋物を特定する場合に用いて有用なものである。
【０００２】
【従来の技術】
袋物はパレットに載置する場合、荷崩れを起こさないように重りを持たせておく（上の袋物の一部を下の袋物の一部に乗せた状態にすること。）必要がある。また、積み方の順番も必然的に決まり、図５に示すように、例えば右上の袋物Ａから反時計回りに袋物Ｂ、Ｃ、Ｄの順にパレット１上に積んでいく。このとき袋物Ａ〜Ｃの一部にはその上になる袋物Ｂ〜Ｄの一部を重ねてある。したがって、このようにパレット１上に載置された袋物Ａ〜Ｄをロボットでハンドリングしてコンベアに移送する場合、最も上の袋物Ｄを認識してこの袋物Ｄから順次移送する必要がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上述の如きハンドリングに先立つ袋物Ａ〜Ｄの位置関係を画像処理により実現する場合、特徴相関により特定のマーク等を認識したり、モデルベーストマッチング方式による物体認識方法を利用することが考えられるが、袋物Ａ〜Ｄは形状の変化が大きいため、これらの方法による認識は困難である。ちなみに、物体認識の手法として物体の特徴相関によって認識したり物体の画像相関によって認識する方法等が提案され、現実に利用されているが、ここでの特徴相関では画像のフィルタリング処理を施して物体のエッジを求め、そのエッジを直線や、円弧で表し、これを特徴として物体を記述するというものである。
【０００４】
本発明は、上記従来技術に鑑み、袋物等の物体を一部重ね合わせて積載した場合の最も上の物体を画像処理により容易に特定することができる物体の位置認識装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明の構成は、
袋物等の物体であってその表面に複数個の特定のマークが付されている物体の一部に他の同様な物体の一部が重なるように時計回り若しくは反時計回りに順次複数の物体を重ね合わせた場合における物体の位置認識装置において、
上記物体の全体の画像を取込んでこのときの画像信号に基づく特徴抽出により上記マークの位置を検出し、このマークに基づき物体の重ね合わせ方向を検出するととともに最も上に重ねてある物体の位置を検出するように構成したことを特徴とする。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。
【０００７】
図１は本形態で認識処理を行う袋物Ａ〜Ｄの袋（クラフト紙等で形成してある。）を示す平面図である。同図に示すように、この袋２の左右の側面部にはそれぞれ袋２の長手方向が長辺である長方形の赤色のマーク２ａ、２ｂ、が付されており、また中央の平面部にはマーク２ａ、２ｂと同様の長方形の赤色のマーク２ｃ及び青色と水色とからなるマーク２ｄが付されている。さらに、袋２の開口部２ｅにはミシン目が形成されるとともに赤色が塗布されている。この結果、かかる袋２に内容物を詰め込んだ場合には側面部のマーク２ａ、２ｂは上方からは見えず、マーク２ｃ、２ｄのみが見える。一方、袋２に内容物を詰め込んだ袋物Ａ〜Ｄを、図５に示すように、一部（袋体２の側面部）を重ね合わせて積み重ねた場合には袋２に傾きを生じる結果、マーク２ａ若しくはマーク２ｂが見えるような状態になる。本形態はこのマーク２ａ若しくはマーク２ｂとマーク２ｃとを検出してこのマーク２ａ、２ｂ、２ｃと物体Ａ〜Ｄとの関係を検出する。
【０００８】
図２は本形態に係る位置認識装置を示すブロック図である。同図に示すようにカメラ３はパレット１上に載置された袋物Ａ〜Ｄをその上方から撮影してその画像信号を画像処理装置４で処理するように構成したものである。このときの画像信号はモニタ５の画面上に再生するようになっている。
【０００９】
上記画像処理装置４は次のような処理を行う。今、袋物Ａ〜Ｄが、図３に示すように、反時計回りに回して或る袋物の一部が他の袋物の一部に重なるようにパレット1 上に積み重ねられている場合を考える。この場合袋物Ａは図中左端が、袋物Ｂは下端が、袋物Ｃは右端が、袋物Ｄは上端がそれぞれ開口部２ｅ（図１参照）となるように載置してある。画像処理装置４では物体認識による位置の計測を行うとともに、２値化処理の特徴抽出により赤色のマーク２ａ〜２ｃの位置を計測する。その後、各袋物Ｂ〜Ｄの赤色のマーク２ａとマーク２ｃとのペア▲１▼、▲２▼、▲３▼を２値化方式で抽出する。また、袋物Ａ〜Ｄの回転方向はモデルベーストマッチングで計測する。これはペア▲１▼、▲２▼、▲３▼の位置相関に基づき計測することができる。この結果ペア▲１▼〜▲３▼と袋物Ａ〜Ｄの回転方向の情報から、この場合は袋物Ｄが最も上にあると認識し得る。
【００１０】
図４は、図３に示す袋物Ａ〜Ｄを一段目としてこの段上に積載される二段目の袋物Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈの積載状態を概念的に示す説明図である。同図に示すように、当該二段目においては、袋物Ｅ〜Ｈが時計回りに回して或る袋物の一部が他の袋物の一部に重なるように積み重ねられている。すなわち図３の場合に対し袋物Ａ〜Ｄの積み重ね方向を反対にしてある。図４に示す場合、袋物Ｅは図中下端が、袋物Ｆは左端が、袋物Ｇは上端が、袋物Ｈは右端がそれぞれ開口部２ｅ（図１参照）となるように一段目の袋物Ａ〜Ｄ上に載置してある。画像処理装置４（図２参照）では各袋物Ｆ〜Ｈの赤色のマーク２ｂとマーク２ｃとのペア▲４▼、▲５▼、▲６▼を２値化方式で抽出するとともに、図３に示す場合と同様の処理をすることにより、ペア▲４▼〜▲６▼と袋物Ｆ〜Ｈの回転方向の情報から最も上にある袋物Ｈを特定する。すなわち本例の場合、図２の場合がマーク２ａを検出するのに対し、マーク２ｂを検出する点が異なるだけで他は図２に示す場合と全く同様の処理がなされる。
【００１１】
なお、図２及び図３に示す場合において袋物Ｂのマーク２ａ若しくは袋物Ｆのマーク２ｂは袋物Ｄ若しくは袋物Ｈにより隠れてしまう場合があるが、袋物Ｃ、Ｄのマーク２ａ、袋物Ｇ、Ｈのマーク２ｂは必ず検出することができ、これらを利用することにより上述の認識を良好に行うことができる。
【００１２】
【発明の効果】
以上実施の形態とともに具体的に説明した通り本発明は、通常時には上方からは見ることができないが、他の物体の上に一部が重なっている場合には見ることができる物体の側面に付したマークを利用して画像処理により、物体の重なり方向を検出するようにしたので、容易に最も上に在る物体を特定することができる。したがって、この物体の移送等の処理に際し、ロボットによるハンドリング等も簡単に行うことができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態で認識処理を行う袋物の袋を示す平面図
【図２】本発明の実施の形態に係る位置認識装置を示すブロック図
【図３】本発明の実施の形態により認識するよう積み重ねられた状態の一段目の袋物の一例を概念的に示す説明図。
【図４】本発明の実施の形態により認識するよう積み重ねられた状態の二段目の袋物の一例を概念的に示す説明図。
【図５】例えば、ロボットでハンドリングしてコンベアに移送するよう積み重ねられた状態の袋物の一例を概念的に示す説明図。
【符号の説明】
Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ，Ｇ    袋物
１    パレット
２    袋
２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ    マーク
【図１】
0003646478.tif 000002
【図２】
0003646478.tif 000003
【図３】
0003646478.tif 000004
【図４】
0003646478.tif 000005
【図５】
0003646478.tif 000006