(57)【要約】【課題】本発明が解決しようとする課題は、接して積載された複数の物品の境界やエッジを正確に検出できるエッジ検出装置を提供することにある。【解決手段】  実施形態のエッジ検出装置は、隣り合う複数の物品に光を照射する少なくとも３つの発光部を有する光源と、前記発光部のそれぞれに照射された前記複数の物品の面を撮像し、複数の画像データを得る撮像部と、前記複数の画像データの少なくとも２つの異なる組合せに基づいて、撮像された前記面のエッジを検出する検出部と、を備える。【選択図】図１
2018063238.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
隣り合う複数の物品に光を照射する少なくとも３つの発光部を有する光源と、
前記発光部のそれぞれに照射された前記複数の物品の面を撮像し、複数の画像データを得る撮像部と、
前記複数の画像データの少なくとも２つの異なる組合せに基づいて、撮像された前記面のエッジを検出する検出部と、を備えるエッジ検出装置。
【請求項２】
前記複数の発光部は、前記物品と前記撮像部を結ぶ線分を含み、検出される前記エッジの方向と平行な第１の平面を挟むようにそれぞれ配置される請求項１に記載のエッジ検出装置。
【請求項３】
前記検出部は、前記組合せそれぞれの前記画像データの差分を得る請求項１又は２に記載のエッジ検出装置。
【請求項４】
前記検出部は、前記複数の差分を乗算して前記面のエッジを検出する請求項３に記載のエッジ検出装置。
【請求項５】
前記複数の発光部は、前記第１の平面を挟むように配置される少なくとも１つの発光部の集合である第１の光源と第２の光源を有し、前記検出部は、前記第１の光源の発光部それぞれの照射により撮像された第１の画像データと、前記第２の光源の発光部それぞれの照射により撮像された第２の画像データの少なくとも２つの異なる組合せに基づいて、撮像された前記面のエッジを検出する請求項１乃至４のいずれか１項に記載のエッジ検出装置。
【請求項６】
前記複数の発光部が前記複数の物品が載置される平面と略平行な第２の平面上に配置される場合、前記検出部は、前記第２の平面と交差する方向の前記面のエッジを検出する請求項１乃至５のいずれか１項に記載のエッジ検出装置。
【請求項７】
前記複数の発光部は、それぞれ個別に前記複数の物品を照射する請求項１乃至６のいずれか１項に記載のエッジ検出装置。
【請求項８】
前記複数の発光部の光の波長は、それぞれ４００ｎｍ以上２０００ｎｍ以下である請求項１乃至７のいずれか１項に記載のエッジ検出装置。
【請求項９】
撮像された前記面のエッジの検出結果を表示する表示部を更に備える請求項１乃至８のいずれか１項に記載のエッジ検出装置。
【請求項１０】
前記画像データの少なくとも１つが、色情報を含むカラー画像である請求項１に記載のエッジ検出装置。
【請求項１１】
隣り合う複数の物品に光を照射する少なくとも１つの移動可能な発光部を含む光源と、
前記発光部に照射された前記複数の物品の面を撮像し、複数の画像データを得る撮像部と、
前記複数の画像データの少なくとも２つの異なる組合せに基づいて、撮像された前記面のエッジを検出する検出部と、を備えるエッジ検出装置。
【請求項１２】
隣り合う複数の物品に光を照射する少なくとも３つの発光部を有する光源と、光が照射された前記複数の物品を撮像する撮像部と、前記複数の物品のエッジを検出する検出部と、を備えるエッジ検出装置におけるエッジ検出方法であって、
前記発光部のそれぞれが、前記複数の物品の面に光を照射し、
前記発光部のそれぞれに照射された前記面を撮像し、複数の画像データを取得し、
前記複数の画像データの少なくとも２つの異なる組合せに基づいて、撮像された前記面のエッジを検出するエッジ検出方法。
【請求項１３】
請求項１乃至１１のいずれか１項に記載のエッジ検出装置と、
保持部と駆動部の少なくとも一方を含む物品保持装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、エッジ検出装置、エッジ検出方法及び物品保持装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、流通、物流業界では、通信販売市場の拡大により、物品の取扱量が増加する傾向にある。このため、物流企業各社は、物流システムの自動化に取り組んでいる。
【０００３】
倉庫内における物品の搬送や保管は、ベルトコンベアなどを利用して自動化が進んでいる反面、荷降ろしやピッキングなど物品を別の場所へ移動する移載作業は、自動化が難しく、自動化のための工夫が必要とされる。移載作業の自動化のためには、物品の積載状況や配置状況を正確に検出することが極めて重要である。検出方法としては、複数の光源からそれぞれ物品に対して光を照射し、物品からの反射光を２次元イメージセンサ等で撮像した画像から物品のエッジや境界を検出する方法がある。この方法では、例えば複数の物品同士が密接し、且つ３次元的に配置された複数の物品の境界等を正確に検出できないという問題がある。物品同士が密接して並んでいる場合であっても、物品の境界やエッジを正確に検出可能な装置の開発が求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−３８０４５号公報
【特許文献２】特開平５−２９６７１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、接して積載された複数の物品の境界やエッジを正確に検出できるエッジ検出装置、エッジ検出方法、及び物品保持装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
実施形態のエッジ検出装置は、隣り合う複数の物品に光を照射する少なくとも３つの発光部を有する光源と、前記発光部のそれぞれに照射された前記複数の物品の面を撮像し、複数の画像データを得る撮像部と、前記複数の画像データの少なくとも２つの異なる組合せに基づいて、撮像された前記面のエッジを検出する検出部と、を備える。
【０００７】
実施形態のエッジ検出方法は、隣り合う複数の物品に光を照射する少なくとも３つの発光部を有する光源と、光が照射された前記複数の物品を撮像する撮像部と、前記複数の物品のエッジを検出する検出部と、を備えるエッジ検出装置におけるエッジ検出方法であって、前記発光部のそれぞれが、前記複数の物品の面に光を照射し、前記発光部のそれぞれに照射された前記面を撮像し、複数の画像データを取得し、前記複数の画像データの少なくとも２つの異なる組合せに基づいて、撮像された前記面のエッジを検出する。
【０００８】
実施形態の物品保持装置は、上記エッジ検出装置と、保持部と駆動部の少なくとも一方を含む。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１の実施形態にかかるエッジ検出装置の一例を示す上面図である。
【図２】異なる位置から光が照射された状態の撮像部及び２つの物品のエッジの一例を示す拡大図である。
【図３】第１の実施形態にかかる検出部のエッジ検出の一例を示すフローチャートである。
【図４】複数のボックス（物品）の配置の一例を示す画像である。
【図５】実施例に用いた光源と撮像部の配置の一例を示す図である。
【図６】異なる光源で照射した時の画像データと、画像データの差分の一例を示す図である。
【図７】２つの画像データの差分を乗算した画像データの一例を示す図である。
【図８】第２の実施形態にかかるエッジ検出装置の一例を示す上面図である。
【図９】第３の実施形態にかかるエッジ検出装置の一例を示す図である。
【図１０】第４の実施形態にかかる物品保持装置の一例を示す図である。
【図１１】表面に付属物を含む物品の一例を示す図である。
【図１２】付属物で結束した物品の一例を示す図である。
【図１３】物品を撮像した際の通常のカラー画像データ（ａ）と、第３の実施形態にかかるエッジ検出装置によりエッジ検出した画像データ（ｂ）の一例を示す比較図である。
【図１４】彩度により色分割された複数の画像データの一例を示す図である。
【図１５】物品を撮像した際の通常のカラー画像データ（ａ）と、色分割画像データそれぞれの外形を重ね合わせた画像（ｂ）の一例を示す比較図である。
【図１６】第５の実施形態にかかるエッジ検出の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照して実施形態にかかるエッジ検出装置について説明する。同じ符号が付されているものは同様のものを示す。なお、図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚みと幅との関係や部分間の大きさの比係数などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。また、同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比係数が異なって表される場合もある。
【００１１】
（第１の実施形態）
第１の実施形態について図１を参照して説明する。図１は第１の実施形態にかかるエッジ検出装置１の一例を示す上面図である。
【００１２】
図１に示すように、エッジ検出装置１に対向して、複数の物品Ｇが載置されている。
【００１３】
ここで、説明の便宜上、＋Ｘ方向、−Ｘ方向、＋Ｙ方向、−Ｙ方向、＋Ｚ方向、および−Ｚ方向について定義する。＋Ｘ方向、−Ｘ方向、＋Ｙ方向、および−Ｙ方向は、例えば、略水平面に沿う方向である。−Ｘ方向は、＋Ｘ方向の反対方向である。実施形態において、＋Ｘ方向は、「エッジ検出装置１に対して物品Ｇが位置する方向」である。「エッジ検出装置に対して物品Ｇが位置する方向」とは、図１に示す、エッジ検出装置１から物品Ｇへの方向である。＋Ｙ方向は、＋Ｘ方向と交差する方向（例えば略直交する方向）である。−Ｙ方向は＋Ｙ方向の反対方向である。＋Ｚ方向は、＋Ｘ方向および＋Ｙ方向と交差する方向（例えば略直交する方向）であり、例えば略鉛直上向き方向である。図１に示すように＋Ｚ方向は、紙面に対して手前方向である、−Ｚ方向は＋Ｚ方向の反対方向であり、例えば略鉛直下向き方向である。
【００１４】
複数の物品Ｇは、接して配置され、例えば、棚の上に載置されている。あるいは、パレット、カゴ台車やボックスパレット等に乗っていても良い。物品Ｇは、重ねて積載されていても良い。また、物品Ｇの形状は、直方体または立方体形状である。例えば、商品を梱包した段ボール箱、コンテナ等である。物品Ｇの形状は、直方体等の形状に限定されず多面体でも良い。
【００１５】
物品Ｇのエッジとは、物品の面の縁部あるいは輪郭である。エッジは、物品のある面の縁部あるいは輪郭すべてではなく、その一部である場合も含む。つまり、面の形状が長方形である場合は、縦方向あるいは横方向の縁のどちらかでも良い。また、物品を形成する複数の面のうち２つの面が接する角、縁、端を含む。
【００１６】
図１に示すように、エッジ検出装置１は、複数の物品Ｇに光を照射する光源２と、光源２の発光部２１〜２４それぞれに光を照射された複数の物品の面を撮像し、撮像結果である複数の画像データを得る撮像部３と、複数の画像データに基づいて撮像された物品Ｇの面のエッジを検出する検出部４と、光源２及び撮像部３の駆動を制御する制御部５と、検出部４が検出した物品のエッジ情報を表示する表示部６と、を備える。
【００１７】
エッジ検出装置１は、撮像された複数の物品Ｇの面の画像データから、面のエッジを検出する。ここで、面とは、複数の物品Ｇのうち光源により光が照射された面である。エッジ検出装置１は、画像データから、急激に明るさが変化している部分を見つけて、これを物品のエッジとして検出する。
【００１８】
光源２は、本実施形態の場合４つの発光部２１〜２４を有する。発光部２１〜２４は、複数の物品Ｇに光を照射するものであり、それぞれが異なる位置に配置される。発光部２１〜２４は、それぞれ異なる時刻に個別に点灯して、複数の物品Ｇに光を照射する。
【００１９】
図１に示すように、発光部２１〜２４は、物品Ｇに対向するように配置され、物品ＧのＢ面を含む領域に光を照射する。物品ＧのＢ面とは、撮像部３により撮像される面であり、物品Ｇのエッジの検出対象となる面である。「Ｂ面を含む領域」とは、光源２に対向する物品ＧのＢ面に限定されず、Ｂ面以外の物品の面及びその他の領域にも光が照射されることを含む。発光部２１〜２４は、物品Ｇと撮像部３を結ぶ線分Ａ（一点鎖線）を含み検出したいエッジの方向Ｃと略平行な平面Ｄを挟むようにそれぞれ配置される。「物品Ｇと撮像部３を結ぶ線分」とは、複数存在する物品Ｇのうちの１つと撮像部３を結ぶ線分であっても良いし、Ｙ方向に並ぶ複数の物品Ｇの一端から他端までの距離の中心から撮像部３を結ぶ線分であっても良い。また、光源２は、撮像部３より−Ｘ方向に位置しても良い。つまり線分Ａとは、物品から撮像部を通り伸長する線も含まれる。「検出したいエッジの方向Ｃ」とは、後述する発光部２１〜２４の配置に応じて検出できるエッジの方向である。本実施形態では、図１に示すエッジの方向Ｃに相当する。平面Ｄは、線分Ａを含みエッジの方向Ｃと略平行な面である。「平面Ｄを挟むように」とは、複数の発光部を２つの組（あるいは集合、群）に分けて平面Ｄを挟むように配置することである。例えば、図１のように発光部が合計４つの場合、２つずつに分けて平面Ｄを挟むように配置すると好ましい。また、１つと３つに分けて平面Ｄを挟むように配置する場合も含む。発光部２１及び２３は、平面Ｄに対して＋Ｙ方向の領域（第１の領域とも称する）に配置され、複数の物品Ｇの近くに発光部２１を配置し、発光部２１から−Ｘ方向に発光部２３が配置される。一方、発光部２２及び２４は、平面Ｄに対して−Ｙ方向の領域（第２の領域とも称する）に配置され、複数の物品Ｇの近くに発光部２２を配置し、発光部２２から−Ｘ方向に発光部２４が配置される。光源２は、複数の物品ＧのＹ方向の幅より広い幅で配置されるのが好ましい。例えば、−Ｘ方向から物品Ｇを見る場合、発光部２１及び２３と発光部２２及び２４とで物品Ｇを挟むように配置されているのが好ましい。
【００２０】
図１に示すように、発光部２１〜２４は、それぞれ別個に物品Ｇに光を照射するため、ある一つの発光部が物品Ｇに光を照射する時に、他の発光部が照射領域に入らないようにする。ここで照射領域とは、ある１つの発光部を視点として、複数の物体Ｇを透視投影した時の投影線が作る領域である。図１の破線部が発光部２１の投影線であり、ハッチング箇所が照射領域である。
【００２１】
発光部２１〜２４の配置について具体的に説明する。ここでは、Ｙ方向に並ぶ複数の物品Ｇの中心と撮像部３を結ぶ線分Ａを含みエッジの方向Ｃに平行な平面Ｄに対して発光部２１および発光部２３と発光部２２および発光部２４は、略対称に配置されている。まず、発光部２１の位置を基準とすると、他の発光部２３の配置は、発光部２１の照射領域（図１のハッチング箇所である）の外側である。この理由は、照射領域内に発光部２３を配置すると、発光部２３で物品Ｇを照射する際、発光部２１の影が物品Ｇに映ってしまい、画像データに偽信号が含まれるためである。偽信号とは、所望の信号以外の信号であり、ノイズや雑音成分のことである。なお、残りの発光部２２と発光部２４の配置についても同様である。また物品Ｇから発光部２１および発光部２３までの距離と、物品Ｇから発光部２２および発光部２４までの距離は、略等しいのが好ましい。また、必ずしも平面Ｄに対して対称でなくてもよい。
【００２２】
光源２の発光部２１〜２４は、白熱電球やハロゲンランプ、蛍光灯、放電灯、例えばＬＥＤ（light emitting diode：発光ダイオード）で良いが、これに限定されない。また、光源２の形状は、複数に分離されていても、一体となっていても良い。例えば、白熱電球等を４つ配置するなど、光源２が４つに分離されている場合は、４つそれぞれを発光部としても良い。また、例えば、位置毎に点灯可能なＬＥＤボードのように、光源２が一体となっている場合は、別個に点灯する４か所をそれぞれ発光部としても良い。また、棒状にＬＥＤが配置され、所定の箇所を点灯可能なライン光を２つ並べるなど、光源が２つに分離されている場合は、それぞれのライン光の所定の２箇所を発光部としても良い。光源２は、発光部２１〜２４の４つで構成される場合について説明したが、これに限定されず３つの場合や４つより多い場合も含む。光源２は、複数の物品Ｇが載置される平面と同一の平面またはそれに平行な平面内に配置されることを説明したが、これに限定されない。
【００２３】
撮像部３は、発光部２１〜２４のそれぞれに照射された複数の物品Ｇを撮像し、画像データを得る。画像データとは、撮像部３により物品Ｇ及びその周辺を撮像した撮像結果に相当し、例えば、ＲＡＷデータ、あるいはｊｐｇ、ｇｉｆ、ｐｎｇやｂｍｐ等の一般的に用いられている画像データでも良い。
【００２４】
図１に示すように撮像部３は、複数の物品Ｇに対向し光源２の位置する側に配置される。つまり、撮像部３は、物品Ｇに対して−Ｘ方向に配置され、物品ＧのＢ面の画像を−Ｘ方向から撮像する。撮像部３は、Ｙ方向に並ぶ複数の物品Ｇの中心から−Ｘ方向に離れた箇所に位置するのが良い。撮像部３は、発光部２１〜２４のそれぞれが物品Ｇを照射した時の画像データを得る。詳しく述べると、この実施形態では発光部の数は４つであるため画像データも４つとなる。画像データは、発光部の数と同一となるが、これに限定されない。画像データは、撮像部３と対向する複数の物品Ｇの、少なくともＢ面を含む画像データである。画像データは、撮像部３内の記憶部３Ａに記憶される。記憶部３Ａは、例えば、磁気テープやカセットテープ等のテープ系、フロッピー（登録商標）ディスク／ハードディスク等の磁気ディスクやＣＤ−ＲＯＭ／ＭＯ／ＭＤ／ＤＶＤ／ＣＤ−Ｒ等の光ディスクを含むディスク系、ＩＣカード（メモリカードを含む）／光カード等のカード系、あるいはマスクＲＯＭ／ＥＰＲＯＭ／ＥＥＰＲＯＭ／フラッシュＲＯＭ等の半導体メモリ系などを用いることができる。撮像部３は、画像データを記憶するため外部に設けられた記憶部を用いても良い。
【００２５】
撮像部３は、カメラ等の光学系とＣＣＤセンサ（Charge Coupled Device）、あるいはＣＭＯＳセンサ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等の撮像素子とを含む。
【００２６】
撮像部３は、一つのカメラ等で構成されるが、これに限定されない。
【００２７】
検出部４は、撮像部３で撮像された複数の画像データに基づいて複数の物品ＧのＢ面のエッジを検出する。エッジとは、物品ＧのＢ面の縁部、輪郭や凹凸形状の境界であって、画像データの中で急激に明るさが変化している部分がこれに相当する。
【００２８】
図２は、異なる位置から光が照射された状態の撮像部３及び２つの物品のエッジの一例を示す拡大図である。図２に示すように、右側の発光部２１の光は実線で示し、左側の発光部２２の光は破線で示した。エッジを含む物品表面で散乱し撮像部３に向かう光のみを示している。ダンボール箱のような物品のエッジは、一般的に完全な直角ではなく、斜面や丸みを有する。このようなエッジを有する物品に対して、発光部２１から光が照射されると、光の照射角度の関係により、図２の左側の物品のエッジには光が多くあたり、撮像部３に向かって散乱する光も多い。一方、右側の物品のエッジには光があたりにくい。同様に、発光部２２で光を照射した場合は、右側の物品のエッジに多く光があたるが、左側の物品のエッジには光があたりにくい。左右に配置した発光部それぞれで光を照射したときの画像データを取得すると、発光部の位置によってエッジの明暗に差のある画像データが得られる。この２つの画像データの差分を取ることにより、エッジに比較的大きな差が生じるため、物品のエッジを検出できる。画像データの差分とは、２つの画像データを画素毎に比較して、画像データの相違点を残す処理である。画素毎に比較とは、２つの画像データの同一箇所の画素を比較することである。例えば、差分の画像データは、２つの画像データで同一の箇所は黒く表示され、異なる個所は白く表示される。白黒の表示は逆であっても良いし、他の異なる色で表示されても良い。
【００２９】
次に、本実施形態の検出部４での物品Ｇのエッジ検出方法について詳しく説明する。
【００３０】
本実施形態にかかる検出部４は、異なる位置に配置された４つの発光部によりそれぞれ撮像された物品Ｇの４つの画像データから物品Ｇのエッジを検出する。説明の便宜上、発光部２１が点灯したときに撮像部３が得た画像を画像データ３１（図示しない）とし、同様に発光部２２、２３、２４をそれぞれ点灯したときに得た画像を画像データ３２、３３、３４（図示しない）とする。
【００３１】
その上で、画像データ３１〜３４を第１の組合せと第２の組合せに分ける。
【００３２】
ここでは、物品Ｇと撮像部３を結ぶ線分Ａを含みエッジの検出方向Ｃに平行な平面Ｄに対して＋Ｙ方向に配置され、発光部２１又は２３で照射された画像データ３１又は３３と、−Ｙ方向に配置された発光部２２又は２４で照射された画像データ３２又は３４から１つずつ選択し、第１の組合せと第２の組合せの２つの組合せに分けた。例えば、第１の組合せは画像データ３１と画像データ３２、第２の組合せは画像データ３３と画像データ３４である。
【００３３】
その理由は、同一方向から撮像された画像データの組合せだと、上述したようにエッジ部での差異が生じず物品Ｇのエッジを正確に検出できないためである。
【００３４】
なお、画像データの組合せについては、画像データ３１と画像データ３４の組合せを第１の組合せとし、画像データ３２と画像データ３３を第２の組合せとしても良い。また、画像データ３１又は画像データ３３どちらか一方と、画像データ３２又は画像データ３４を組合せることにより第１の組合せ、第２の組合せとしても良い。また、画像データ３２又は画像データ３４どちらか一方と、画像データ３１又は画像データ３３を組合せることにより第１の組合せ、第２の組合せとしても良い。
【００３５】
第１の組合せと第２の組合せに分けた後、それぞれの組合せについてエッジを検出するために２つの画像データの差分を取り、差分画像を得る。その後、偽信号を取り除くため２つの差分画像を画素毎に乗算処理する。このようにして物品Ｇのエッジが検出される。
【００３６】
以下、第１の組合せと第２の組合せに分けた後の処理を詳しく説明する。
【００３７】
まず、差分画像を得る前に、組合せとなった２つの画像データの低空間周波数成分の明るさが揃うように補正をかける。例えば、以下のような手順で処理を行う。
【００３８】
組合せとなった２つの画像データを平均化したものを基準の画像データとする。具体的には２つの画像データの画素毎に和をとり２で割る処理をする（手順１）。２つの画像データの低空間周波数成分を取り出すため、それぞれにローパスフィルタによるフィルタリングを行う（手順２）。ローパスフィルタによるフィルタリングとは、所定の空間周波数以上の高空間周波数成分を排除することであり、例えば、細かい模様の箇所をぼかしたい時等に用いられる方法である。さらに、２つの画像データのそれぞれを手順２で作成した画像データで画素毎に除算し、除算したぞれぞれの画像データに対して手順１で作成した基準の画像データを画素毎に乗算する（手順３）。画像データの除算とは、画像データで異なる箇所を強調し、同一の箇所をぼかす処理である。また、画像データの乗算とは、画像データで同一の箇所を強調し異なる箇所をぼかす処理である。
【００３９】
このような明るさの補正を行うのは、２つの画像データの明るさの違いに起因したノイズ成分が後述する差分処理で残るのを防止するためである。なお、検出したいエッジの信号は、高空間周波数成分に特徴が表れるため、低空間周波数成分のみに補正をかけている。
【００４０】
次に、画像データのエッジを強調させる処理を各画像データに行う。物品のエッジ近傍のように、明るさの変化が比較的大きい部分のみを抽出するためである。この処理では例えばＰｒｅｗｉｔフィルタ、Ｓｏｂｅｌフィルタ、Ｒｏｂｅｒｔｓフィルタなどに代表されるような、ハイパスフィルタでフィルタリングする。ハイパスフィルタによるフィルタリングとは、所定の周波数以下の低周波数成分を排除することであり、例えば、細かい模様の箇所を強調したい時等に用いられる方法である。
【００４１】
以上の処理をした２つの画像データの差分を取り、さらにその絶対値を取る。この一連の処理を第１の組合せ及び第２の組合せに対して行う。これによりエッジ部に特徴を有する画像データが各組合せで１つずつ得られる。ここで、第１の組合せおよび第２の組合せの上記処理後の画像データには、近傍にある物品による影の境界や表面反射光のようなエッジ以外の偽信号も検出される。これは、接して並ぶ複数の物品Ｇの光源２側の面に段差がある場合により顕著となる。つまり、物品Ｇの形状や大きさが同一でない場合や、同一であったとしてもＸ方向にずらして並べられている場合に生じる。この偽信号は、エッジと見分けがつかずエッジと誤検出される可能性がある。よって偽信号を低減するために、上述の処理をして得られた２つの画像データを画素毎に乗算処理する。これにより、隣り合う物品による影や表面反射光等の偽信号成分が低減される。近傍にある物品による影の境界部や表面反射光の生じる位置が光源２の配置によって変化することを利用している。つまり、偽信号の位置は、第１の組合せから得られた画像データと第２の組合せから得られた画像データで異なる。これに対して、検出したいエッジは、第１の組合せと第２の組合せで同一の位置に存在する。従って、上述した処理後の２つの画像データを画素毎に乗算処理すると、エッジの信号は大きくなるのに対して偽信号は小さくなる。
【００４２】
以降の手順は、必要に応じてモルフォロジー演算と呼ばれる孤立点除去や太線化の処理を加えても良い。また、その後に２値化処理を加えても良い。２値化処理とは、画像を白と黒の２階調に変換する処理である。閾値を定めて、画素毎の値が閾値を上回っていれば白、下回っていれば黒に置き換える処理である。
【００４３】
本実施形態にかかるエッジ検出装置は、発光部が物品Ｇの載置される平面と同一の平面上に配置される。このため、複数の物品Ｇのエッジのうち、発光部が配置される平面に対して垂直方向のエッジを顕著に検出することができる。つまり、複数の物品ＧのＺ方向のエッジを検出できる。これは、発光部の配置により、顕著に検出可能なエッジの方向が決まることを意味している。
【００４４】
図３は、上述した検出部４のエッジ検出の流れを示すフローチャートである。
【００４５】
まず、検出部４は、記憶部３Ａから４つの画像データを得る（Ｓ３０１）。検出部４は、４つの画像データを第１の組合せと第２の組合せに分ける（Ｓ３０２）。
【００４６】
第１の組み合わせは、画像データ３１と３２とし、第２の組み合わせは、画像データ３３と３４とした。
【００４７】
第１の組み合わせの画像データ３１と３２の組合せについて、画像データの低空間周波数成分の明るさが等しくなるように補正処理をする（Ｓ３０３）。画像データ３１と３２の組合せについて、画像データのエッジの強調処理をする（Ｓ３０４）。画像データ３１と３２の組合せについて、２つの画像データの差分を取り第１の差分画像データを得る（Ｓ３０５）。得られた第１の差分画像データに絶対値化の処理をする（Ｓ３０６）。
【００４８】
他方、第２の組み合わせの画像データ３３と３４の組合せについて、画像データの低空間周波数成分の明るさが等しくなるように補正処理をする（Ｓ３０７）。画像データ３３と３４の組合せについて、画像データのエッジの強調処理をする（Ｓ３０８）。画像データ３３と３４の組合せについて、２つの画像データの差分を取り第２の差分画像データを得る（Ｓ３０９）。得られた第２の差分画像データに絶対値化の処理をする（Ｓ３１０）。
【００４９】
次に、第１および第２の差分画像データの画素毎の乗算処理をする（Ｓ３１１）。乗算処理された画像データに対して孤立点除去及び太線化の処理をする（Ｓ３１２）。得られた画像データに対して２値化処理を行う（Ｓ３１３）。このようにして、複数の物品Ｇの、光源２及び撮像部３側の面のエッジを検出する。
【００５０】
乗算処理した画像データは、偽信号をぼかしてエッジだけが強調された画像データとなる。
【００５１】
検出部４は、例えば、プロセッサ及びメモリを備えるコンピュータ又はＬＳＩ（large scale integration）などに実装することができる。
【００５２】
制御部５は、光源２と撮像部３の駆動を制御する。駆動とは、光源２の４つの発光部２１〜２４それぞれのＯｎ／Ｏｆｆ動作や、撮像部３の撮像動作である。撮像部３は、各発光部が物品Ｇに光を照射した状態の物品Ｇを撮像するため、発光部のＯｎ／Ｏｆｆに応じて撮像部３を動作する。例えば、発光部２１のみをＯｎとして物品Ｇに光を照射した状態で撮像部３を動作し物品Ｇを撮像する。次に、発光部２１をＯｆｆにし、発光部２２のみをＯｎとして物品Ｇに光を照射した状態で撮像部３を動作し物品Ｇを撮像する。この動作を他の発光部２３及び２４についても繰り返す。発光部２１〜２４の光を照射する順番は、これに限定されなく、どの順番で光を照射しても良い。
【００５３】
制御部５は、光源２及び撮像部３の動作を制御するドライバやドライバ回路であり、プロセッサ及びメモリを備えるコンピュータ又はＬＳＩなどに実装することができる。また、制御部５は、検出部４に含まれても良い。
【００５４】
表示部６は、検出部４で検出された複数の物品Ｇの光源２及び撮像部３側であって、光源２及び撮像部３と対向する面のエッジ情報を表示する。エッジ情報は、検出部４でエッジが検出された画像データあるいはその画像データを視覚的に認識できる形にした情報である。表示部６は、コンピュータのモニターや、携帯端末の液晶モニター等で良い。表示部６は、エッジ検出装置１の必須の構成ではなく、表示部６が無い場合も含む。
【００５５】
次に、本実施形態にかかるエッジ検出装置の実施例について図４乃至図７を用いて説明する。エッジの検出対象となる物品には、８つのボックスを横方向に接して並べたものを用いた。
【００５６】
図４は、複数のボックス（物品）を左から右にいくにつれて奥行き方向に段差をつけて配置した場合の画像を示す。図４に示すように、隣り合うボックスの段差は、左から、０ｍｍ、５ｍｍ、１０ｍｍ、２０ｍｍ、３０ｍｍ、４０ｍｍ、５０ｍｍとした。
【００５７】
図５は、実施例に用いた光源の発光部と撮像部の配置を示す図である。図５に示すように、撮像部３は、複数のボックスに対して−Ｘ方向に対向して配置した。光源は、発光部２１〜２４の４つとし、発光部のそれぞれはＺ方向に伸びるライン光源とした。複数のボックスからライン発光部の距離は、ボックスから−Ｘ方向に３０ｃｍの位置に発光部２１と２２が配置され、１００ｃｍの位置にさらに２つの発光部２３と発光部２４を配置した。発光部２１と発光部２２及び発光部２３と発光部２４は、それぞれ１４０ｃｍの間隔で配置した。発光部２１と発光部２３は、Ｙ方向に並ぶ複数のボックスの中心と撮像部３を結ぶ線分Ａを含み検出するエッジの方向Ｃに平行な平面Ｄに対して発光部２２と発光部２４と対称に配置した。
【００５８】
図６は、発光部２１又は発光部２３で照射した時の画像データと、発光部２１と発光部２２の画像データの差分及び発光部２３と発光部２４の画像データの差分を示す図である。
【００５９】
図６に示すように、発光部２１又は発光部２３で光を照射した時の画像データは、段差を付けて配置した箇所あたりから隣り合うボックスの影が映っていることがわかる。この影の境界部が画像データの差分画像で検出され、検出すべきエッジの特徴と見分けがつかなくなる。注目すべきは、ボックスから発光部までの距離が３０ｃｍと１００ｃｍの場合の画像データの組合せの差分では、影の境界部の位置が異なっていることである。
【００６０】
図７は、発光部２１と２２の画像データの差分及び発光部２３と２４の画像データの差分を乗算処理した画像データを示す図である。
【００６１】
２つの差分画像を乗算処理することにより、異なる位置に生じていた影の境界部による偽信号が低減され、エッジの信号が正確に得られているのが解る。
【００６２】
本実施形態のエッジ検出装置により、隣り合う物品により生じる影や表面反射光等の偽信号の影響を低減して複数の物品のエッジを正確に検出することができる。
【００６３】
また、本実施形態にかかるエッジ検出装置１の発光部２１〜２４の配置は、発光部の一部がＸ方向あるいはＹ方向にオフセットしている場合も含み、同一の効果を得ることができる。
【００６４】
また、本実施形態では、複数の物品Ｇの中心と撮像部３を結ぶ線分Ａを含みエッジの検出方向Ｃに平行な平面Ｄに対して、４つの発光部の配置を±Ｙ方向に２つずつとしたが、＋Ｙ方向に１つ（発光部２１）とし、−Ｙ方向に３つ（発光部２２〜２４）としても良い。この場合、発光部２１が点灯したときに撮像部３が得た画像を画像データ３１として、同様に発光部２２、２３、２４をそれぞれ点灯したときに得た画像を画像データ３２、３３、３４とすると、画像データ３１と画像データ３２を第１の組合せとし、画像データ３１と画像データ３３又は画像データ３１と画像データ３４を第２の組合せとして良い。また、画像データ３１と画像データ３３を第１の組合せとし、画像データ３１と画像データ３４を第２の組合せとしても良い。＋Ｙ方向に３つ（発光部２１、２３、２４）とし、−Ｙ方向に１つ（発光部２２）とする場合も同様である。
【００６５】
また、２つの画像データの組合せを第１又は第２の組合せとしたが、２つの画像データに限定されず、３つの画像データあるいはそれ以上の画像データの組合せを第１又は第２の組合せとしても良い。
【００６６】
また、本実施形態では、異なる位置に配置された発光部それぞれに照射された物品の画像データから第１の組合せと第２の組合せを選択したが、この組合せは２つに限定されず２つ以上の複数であっても良い。複数の組合せそれぞれについて差分をとり、差分の画像データについて乗算処理をしても複数の物品のエッジを検出することができる。
【００６７】
（第２の実施形態）
第２の実施形態について図８を参照して説明する。図８は第２の実施形態にかかるエッジ検出装置１の一例を示す上面図である。
【００６８】
図８に示すようにエッジ検出装置１は、光源２が３つの発光部２１〜２３を有する。それ以外の構成については第１の実施形態にかかるエッジ検出装置と同様である。
【００６９】
発光部２１〜２３は、複数の物品Ｇが載置される平面と同一の平面あるいはそれと平行な平面上に配置される。撮像部３は、物品Ｇに対して−Ｘ方向に対向するように配置される。光源２は、物品Ｇと撮像部３とを結ぶ線分Ａを含みエッジの検出方向Ｃに平行な平面Ｄに対して＋Ｙ方向に発光部２１と発光部２３が配置され、−Ｙ方向に発光部２２が配置される。発光部２１〜２３の配置は、これに限定されず、発光部２１と発光部２３が平面Ｄに対して−Ｙ方向に配置され、発光部２２が＋Ｙ方向に配置されても良い。
【００７０】
撮像部３は、発光部２１及び２３までの距離より発光部２２までの距離の方が近くなるように配置されるのが良い。これにより、発光部２２による表面反射光等が直接撮像部３に入ることを防ぐことができるため、−Ｙ方向側に配置される発光部２２は１つであっても、表面反射光等による偽信号を低減することができる。発光部２２による表面反射光が生じない撮像部３の配置にすると、＋Ｙ方向に配置される発光部による表面反射光は撮像部３に入ってしまう場合がほとんどである。そのため＋Ｙ方向には発光部２１と２３の２つを配置している。
【００７１】
発光部２１が点灯したときに撮像部３が得た画像を画像データ３１（図示しない）とし、同様に発光部２２、２３をそれぞれ点灯したときに得た画像を画像データ３２、３３（図示しない）とする。
【００７２】
検出部４は、３つの画像データから画像データ３１と画像データ３２を第１の組合せとし、画像データ３２と画像データ３３を第２の組合せとする。エッジ検出のためのその後の処理は、第１の実施形態と同様である。
【００７３】
３つの発光部２１〜２３は、それぞれ１つずつ順次点灯され、各発光部により光が照射された物品を撮像するような制御でなくてもよい。例えば、３つの発光部がそれぞれ異なる波長の光（赤、緑、青）を発するものとした場合、カラーイメージセンサ（赤、緑、青）を有する撮像部を用いれば、３つの発光部で同時に光を照射した状態で物品を撮像することができる。光の波長は、それぞれの発光部で４００ｎｍ以上２０００ｎｍ以下の範囲であるのが良い。また、好ましくは、４００ｎｍ以上７８０ｎｍ以下である。
【００７４】
本実施形態にかかるエッジ検出装置１は、発光部の数を３つに減らすことによって、部品点数の削減によるコストダウンや、エッジ検出のための処理時間の短縮化を図ることができる。
【００７５】
また、発光部は、３つの場合について説明したが、発光部の数は１つあるいは２つでも良い。この場合は、発光部に移動機構を備えることにより、発光部が３つあるいは４つの場合と同様の効果を得ることができる。例えば、光源が発光部２１と２２の２つの場合は、発光部２１あるいは２２のどちらか一方を移動して本実施形態の発光部２３の配置されていた箇所まで移動する。移動機構としては、発光部に車輪等を設けて移動しても良いし、あらかじめ設置されたレール等を移動しても良い。また、ステッピングモータを搭載した電動スライダの直動機構を用いて移動しても良い。また、電動スライダに代わり電動シリンダを用いても良い。移動した後に、物体Ｇに光を照射し撮像部により画像データを得ることにより、発光部２３で光を照射した時と同様の画像データを得ることができる。発光部の移動は、制御部５等で制御することができる。発光部が１つの場合も、同様に発光部を移動することにより、発光部が３つあるいは４つの場合を代用できる。
【００７６】
（第３の実施形態）
第３の実施形態について図９を参照して説明する。図９は第３の実施形態にかかるエッジ検出装置１の一例を示す図である。
【００７７】
図９に示すようにエッジ検出装置１は、光源２が４つの発光部２１〜２４を有し、物品Ｇと撮像部３とを結ぶ線分Ａと略垂直な平面内に配置される。それ以外の構成については第１の実施形態にかかるエッジ検出装置と同様であるため、図示を省略した。
【００７８】
図９の発光部２１〜２４は、複数の物品Ｇに対して−Ｘ方向に所定の距離を置いて、ＹＺ平面と略平行な平面内に配置される。つまり、物品Ｇが光源２側に向けるＢ面と略平行な平面内に発光部２１〜２４が配置される。撮像部３は、物品Ｇに対して−Ｘ方向に対向して配置される。発光部２１〜２４は、物品Ｇと撮像部３を結ぶ線分Ａを含みエッジの検出方向Ｃ１と平行な平面Ｄ１を挟むように配置される。この場合のエッジの検出方向Ｃ１とは、Ｚ方向である。平面Ｄ１に対して発光部２１と２３は、＋Ｙ方向の領域に配置され、発光部２２と２４は、−Ｙ方向の領域に配置される。また、本実施形態の発光部の配置の場合、Ｙ方向のエッジも検出可能である。発光部２１〜２４は、物品Ｇと撮像部３を結ぶ線分Ａを含みエッジの検出方向Ｃ２と平行な平面Ｄ２を挟むように配置される。つまり、平面Ｄ２に対して、発光部２１と発光部２２は、＋Ｚ方向の領域に配置され、発光部２３と発光部２４は、−Ｚ方向の領域に配置される。また、前記平面Ｄ１又は平面Ｄ２から各発光部までの距離は略等しいのが好ましい。これは、各発光部が物品Ｇを照射する明るさ（照度）をなるべく揃えるためである。
【００７９】
発光部２１が点灯したときに撮像部３が得た画像を画像データ３１（図示しない）とし、同様に発光部２２、２３、２４をそれぞれ点灯したときに得た画像を画像データ３２、３３、３４（図示しない）とする。
【００８０】
本実施形態の検出部４（図示しない）は、画像データ３１と画像データ３４を選択して第１の組合せとし、画像データ３２と画像データ３３を選択して第２の組合せとする。発光部２１〜２４の配置のうち、対角方向の発光部で撮像された画像データを組合せることにより、複数の物品ＧのＹ方向（横方向）及びＺ方向（縦方向）のエッジを検出できる。第１の組合せと第２の組合せを用いたエッジ検出のその後の処理は、第１の実施形態にかかるエッジ検出装置と同様である。
【００８１】
なお、画像データの組合せを、画像データ３１と画像データ３３を選択して第１の組合せとし、画像データ３２と画像データ３４を選択して第２の組合せとする場合は、複数の物品ＧのうちＹ方向のエッジを検出するのに有効である。また、画像データ３１と画像データ３２を選択して第１の組合せとし、画像データ３３と画像データ３４を選択して第２の組合せとする場合は、複数の物品ＧのうちＺ方向のエッジを検出するのに有効である。
【００８２】
発光部２１〜２４は、−Ｘ方向から物品Ｇを見たときの複数の物品Ｇの位置する領域より外側に配置されるのが良い。ここで複数の物品Ｇの位置する領域とは、発光部２１〜２４が位置する箇所に複数の物品Ｇを投影した領域である。
【００８３】
発光部２１〜２４は、物品Ｇと撮像部３の間の領域に配置されるのが良いが、これに限定されない。撮像部３より−Ｘ方向に配置されていても良く、エッジ検出装置１の使用環境により適宜変更できる。
【００８４】
また、発光部２１〜２４は、ＹＺ平面と略平行の平面内に配置されることを説明したが、これに限定されず、一部の発光部が±Ｘ方向にオフセットしている場合も含む。また、一部の発光部がＹ方向又はＺ方向にオフセットしている場合も同様である。
【００８５】
また、発光部は４つの場合について説明したが、３つ以上の場合も含む。
【００８６】
本実施形態にかかるエッジ検出装置１は、撮像部３が撮像する物品Ｇの面に対して略平行な平面内に発光部を配置することにより、画像データの組合せ次第ですべての方向のエッジを検出することができる。
【００８７】
また、本実施形態にかかるエッジ検出装置１は、所定の方向のエッジを正確に検出することができる。
【００８８】
また、本実施形態にかかるエッジ検出装置１は、発光部を縦方向（Ｚ方向）に配置することにより、スペース的に無駄がなくコンパクトな装置設計をすることができる。
【００８９】
（第４の実施形態）
第４の実施形態について図１０を参照して説明する。図１０は第４の実施形態にかかる物品保持装置１０の一例を示す上面図と正面図である。本実施形態の物品保持装置１０は、第１乃至３の実施形態にかかるエッジ検出装置を備える。
【００９０】
まず、物品保持装置１０とその周辺の構成について説明する。
【００９１】
図１０に示すように、積載領域２０には複数の物品Ｇが積載されている。
【００９２】
物品保持装置１０と搬送領域３０は、地面に固定されている。物品保持装置１０は、積載領域２０から物品Ｇを選択的に取り出して搬送領域３０に移載する。物品保持装置１０は、移動可能であっても良い。例えば、物品保持装置１０は、底部にローラ等を備えることができ、或いは、レールに沿って移動することができる。
【００９３】
積載領域２０は、物品Ｇを積載するパレット、カゴ台車、ボックスパレットや棚等で良い。積載領域２０は、底部にローラ等が取り付けられ移動可能であっても良いし、固定されていても良い。
【００９４】
搬送領域３０は、物品保持装置１０が移載した物品Ｇを搬送したりする。例えば、ベルトコンベア、台車、パレット、作業台、荷台等で良い。
【００９５】
図１０に示すように、物品保持装置１０は、積載領域２０から搬送領域３０へ移載すべき物品を保持しつつ移動可能な保持部５０と、保持部５０を駆動する駆動部６０と、積載領域２０に存在する物品の画像からその形状を認識する認識部７０と、駆動部６０を駆動し保持部５０の動作を制御する制御部８０と、を備える。
【００９６】
保持部５０は、駆動部６０に接続され、３軸方向に移動可能である。具体的には、駆動部６０は、鉛直方向、前後方向、横方向に保持部５０を駆動する。図１０に示すように、直交座標軸を設定する。Ｚ軸は鉛直方向に対応し、Ｘ軸は前後方向に対応し、Ｙ軸は横方向に対応する。前後方向および横方向は、水平方向、すなわち、物品保持装置１０が設置された平面と平行な方向である。水平方向は、保持対象の物品の底面と平行である。保持部５０は積載領域２０に積載された物品Ｇの上面と対向するように設置されている。保持部５０は、例えば、図示しない真空ポンプに連結された複数の吸盤５１を備え、吸着により物品Ｇを保持する。吸盤５１は保持部５０の下面に設けられている。
【００９７】
駆動部６０は、具体的に支持部６１、６２、６３を有し、支持部６１は保持部５０をＺ方向に駆動する。支持部６２は、保持部５０をＸ方向に駆動する。支持部６３は、保持部５０をＹ方向に駆動する。
【００９８】
なお、保持部５０、駆動部６０について上述した構造は一例に過ぎない。例えば、保持部５０が物品Ｇを保持する方法は、挟持であってもよい。
【００９９】
保持部５０あるいは駆動部６０には、認識部７０が設置される。
【０１００】
認識部７０は、第１乃至３のエッジ検出装置１を含む。認識部７０は、エッジ検出装置以外にも、積載領域２０に積載された物品Ｇの奥行き方向の配置や保持部５０と物品Ｇの距離を測定するカメラやセンサを含む。認識部７０は、３次元距離画像センサ等であっても良い。
【０１０１】
エッジ検出装置１の光源２は、物品保持装置１０の駆動部６０に設置される。具体的には、エッジ検出装置１の光源２は、保持部５０をＺ方向に駆動する支持部６１の積載領域２０側の２つの柱の側面に設置される。光源２の発光部２１〜２４は、この支持部６１の２つの柱の積載領域側の側面に２つずつ設置される。また、発光部２１〜２４は、支持部６１の積載領域２０側の４つの柱の側面に１つずつ設置されても良い。撮像部３は、保持部５０のアーム５２側に設置される。また、撮像部３は、支持部６１の４つの柱のうち積載領域２０から遠い側の２つの柱の間に梁等により設置されても良い。検出部４等は、制御部８０に含まれる。
【０１０２】
発光部２１〜２４が支持部６１の４つの柱にそれぞれ設置される場合は、積載領域２０に積載された複数の物品Ｇの光源側の面のうちＺ方向のエッジが顕著に検出できる。また、発光部２１〜２４が支持部６１の積載領域２０側の２つの柱の側面に２つずつ設置される場合は、複数の物品Ｇの光源側の面のうちＹ方向及び／又はＺ方向のエッジを検出することができる。
【０１０３】
また、発光部２１〜２４は、保持部５０に配置されても良い。この場合は、撮像部３も保持部５０に設置されるのが良い。これにより、保持部５０の移動に応じて積載領域２０に積載された複数の物品Ｇの所望の箇所のエッジを検出することができる。
【０１０４】
発光部は、４つの場合について説明したが、これに限定されず、３つの場合や４つより多い場合も含む。
【０１０５】
制御部８０は、保持部５０や駆動部６０の駆動を制御する。また、上述したエッジ検出装置の検出部４等を含み、撮像部３により撮像された画像データに基づいて複数の物品Ｇのエッジを検出する。エッジの検出方法については、第１の実施形態で示した方法と同様である。制御部８０は、検出された物品のエッジ情報に基づいて物品の配置を認識して、保持部５０及び駆動部６０の駆動を制御する。
【０１０６】
本実施形態にかかる物品保持装置１０は、エッジ検出装置１を備えることで、積載された複数の物品Ｇの位置を正確に認識することができる。
【０１０７】
また、積載された物品の高さ方向のエッジを認識することにより、保持部５０の積載物品Ｇとの干渉や衝突等を防止することができる。
【０１０８】
本実施形態にかかる物品保持装置１０は、荷降ろし装置、荷積み装置、ピッキング装置や荷物保持装置等を含む。
【０１０９】
（第５の実施形態）
第５の実施形態について図１１〜１６を参照して説明する。第５の実施形態にかかるエッジ検出装置の構成は、第１乃至３の実施形態にかかるエッジ検出装置と同様である（図１あるいは図９等を参照されたい）。本実施形態では、エッジ検出のための検出方法が第１乃至３にかかるエッジ検出装置と異なる。
【０１１０】
具体的に述べると、エッジの検出対象となる複数の物品Ｇの表面に付属物が位置する場合であっても、正確にエッジ検出を行う方法について説明する。
【０１１１】
図１１及び１２は、エッジの検出対象となる物品の一例を示す図である。図１１は、表面に付属物Ｈを含む物品Ｇを示す図である。付属物Ｈは、例えばガムテープ、ビニールテープ、ラベル、伝票、送付状、貼り付け票、荷札等である。図１２は、２つの物品を付属物で結束した物品Ｇを示す図である。この場合の付属物Ｉは、例えば結束用バンド、ガムテープ、ビニールテープ、養生テープ、ポリプロピレンバンド、荷紐、ロープ等である。
【０１１２】
次に、本実施形態にかかるエッジ検出装置を用いたエッジ検出方法について詳しく説明する。
【０１１３】
本実施形態にかかる撮像部３は、４つの発光部２１〜２４のそれぞれが点灯したときに撮像した画像データ３１〜３４（図示しない）に加えて、４つの発光部全てが点灯したときに撮像した画像データ３５（図示しない）を得る。これらの画像データは、記憶部３Ａに記憶される。検出部４は、この合計５つの画像データに基づいて積載された複数の物品のエッジを検出する。なお、画像データ３５は、後述する処理のため、物品Ｇの色を表す情報を有するカラー画像である。カラー画像とは、ＲＧＢ（Red Green Blue）表色系の画像であっても良いし、ＨＳＶ（Hue Saturation Value）表色系等、その他の表色系の画像であっても良い。また、画像データ３５は、発光部全てを点灯させた状態で撮像することにより取得したが、物品Ｇの色情報を取得できる程度に明るい環境下であれば、発光部の点灯数には限定されない。
【０１１４】
検出部４は、画像データ３１〜３４に第１乃至３の実施形態にかかるエッジ検出装置と同様の処理を施すことで、エッジ抽出画像３６（図示しない）を得る。しかし、物品Ｇが付属物を有する場合のエッジ抽出画像３６は、物品Ｇのエッジに加えて付属物のエッジの情報も含まれる。
【０１１５】
図１３は、物品Ｇを撮像した際の通常のカラー画像（ａ）と、第３の実施形態にかかるエッジ検出装置によりエッジ検出した画像（ｂ）との一例を示す比較図である。図１３の矢印箇所に示すように、物品Ｇの結束用バンドと送付状の付属物の箇所に物品Ｇのエッジとは異なるエッジが確認される。本実施形態にかかる検出部４は、この付属物のエッジ情報を除去するための処理を施す。
【０１１６】
以下、付属物のエッジ情報を除去するための処理について詳しく説明する。
【０１１７】
まず、検出部４は、画像データ３５の色を分割することによって、画像データ３５から複数の色分割画像データ（図示しない）を得る。例えば、検出部４は、通常のＲＧＢ画像から色相、彩度、明度の３つの成分を含むＨＳＶ画像を生成した後、彩度の値を所定の範囲毎に分割する。この処理によって、物品Ｇと付属物の画像が彩度によって識別される。色分割画像データは、複数の物品と付属物とが分割された画像となる。図１４は、彩度により色分割された複数の画像の一例を示す図である。図１４に示すように、彩度の値によって、物品と付属物が識別されているのが解る。なお、彩度による色分割画像データを得る方法を説明したが、彩度に代わり、色相、明度、輝度を用いても良いし、ＲＧＢの各成分の値を利用してもよい。
【０１１８】
次に、検出部４は、複数の色分割画像データのそれぞれに写っている複数の物体の外形を検出する。外形の検出は、例えば、それぞれの色分割画像データに対して外接四角形を検出することで行う。図１５は、物品Ｇを撮像した際の通常のカラー画像（ａ）と、色分割画像データそれぞれの外接四角形を重ね合わせた画像（ｂ）の一例を示す比較図である。図１５に示すように、物品Ｇと付属物両方の外形が検出されているのが解る。なお、色分割画像データからの検出は、外接四角形に限らず、他の多角形や円、楕円等であっても良い。ここまでの処理で、物品Ｇと付属物の外形がそれぞれ検出される。
【０１１９】
次に、検出部４は、検出した外形が物品Ｇのものか、付属物のものかを判定処理する。この判定処理は、例えば、以下の手順により行う。
【０１２０】
他の外形に内包されている外形や線は、付属物として判定される。例えばラベル等の外形であると判定される（手順１）。図１５のＥ箇所が該当する。検出された外形の縦横比が所定の値よりも大きい外形は、付属物として判定される。例えば結束用バンド等の外形であると判定される（手順２）。図１５のＦ箇所が該当する。手順１及び２において付属物と判定されなかった外形は、物品Ｇの外形（エッジ）であると判定される（手順３）。
【０１２１】
次に、検出部４は、エッジ抽出画像３６から、前述の手順により付属物と判定されたエッジ情報を除去する。この処理は、例えば付属物と判定された外形の内部を黒、外部を白とする２階調の画像とエッジ抽出画像３６とを画素毎に乗算することにより行う。
【０１２２】
以上の処理により、エッジ抽出画像３６から、付属物のエッジ情報を除去した画像３７（図示しない）を得る。検出部４は、必要に応じて画像３７に対してセグメンテーション処理等を加えても良い。セグメンテーション処理により、画像３７から個々の物品が写る領域を決定することができる。
【０１２３】
図１６は、本実施形態のエッジ検出の流れを示すフローチャートである。まず、第３の実施形態と同様の処理によりエッジ抽出画像３６を得る。このエッジ抽出画像３６は、図３のフローと同様の手順で取得される（ステップ３１３）。
【０１２４】
次に、検出部４は、記憶部３Ａからカラー画像である画像データ３５を取得する（ステップ１６０１）。
【０１２５】
次に、検出部４は、画像データ３５の色をある範囲ごとに分割した複数の色分割画像データを得る（ステップ１６０２）。
【０１２６】
次に、検出部４は、色分割画像データそれぞれの画像に写っている物体の外形を検出する（ステップ１６０３）。
【０１２７】
次に、検出部４は、検出されたそれぞれの外形が物品Ｇのものか付属物のものかを判定処理する（ステップ１６０４）。
【０１２８】
次に、検出部４は、付属物と判断された外形の内部を黒とする２階調の画像を生成する。さらに、この画像を取得されたエッジ抽出画像３６に画素毎に乗算することによって、エッジ抽出画像３６から付属物のエッジを除去する（ステップ１６０５）。
【０１２９】
次に、検出部４は、得られた画像に対して必要に応じてセグメンテーション処理を施す（ステップ１６０６）。その後、処理は終了する。
【０１３０】
本実施形態にかかるエッジ検出装置を用いることにより、付属物のエッジを誤って検出することなく、物品Ｇのエッジのみを正確に検出することができる。
【０１３１】
また、付属物を含む様々な物品Ｇに対しても本実施形態にかかるエッジ検出方法を適用できるため、エッジ検出装置の適用範囲を更に拡大できる。
【０１３２】
また、検出部４による処理のみで対応可能であるため、装置構成を増やすことなく、コンパクトな構成で発明の効果を実現できる。
【０１３３】
また、第４の実施形態にかかる物品保持装置等に実装することにより、物品保持装置の物品の認識精度をより向上することができる。
【０１３４】
第１〜３、５の実施形態にかかるエッジ検出装置は、積載された物品に限定して説明したが、それに限定されない。例えば、隙間を詰めて平置きされた複数の物品のエッジ検出や、物流倉庫などのソータを流れる複数の物品等（隙間を詰めた状態）を区分、又は仕分ける区分機や仕分け機に対しても適用できる。
【０１３５】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【０１３６】
１  エッジ検出装置
２  光源
２１〜２４  発光部
３  撮像部
３１〜３４  画像データ
４  検出部
５  制御部
６  表示部
１０  物品保持装置
２０  積載領域
３０  搬送領域
５０  保持部
６０  駆動部
６１〜６３  支持部
７０  認識部
８０  制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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