(57)【要約】【課題】作業者によるピッキングの動作を検出するためのピッキング動作検出システム及びピッキング動作検出方法並びにピッキング動作検出プログラムの改良を提供する。【解決手段】本発明では、作業者によってピッキングされる対象物を載置しておく複数の載置部（4a〜4i）と、複数の載置部（4a〜4i）の画像を継続して撮影する撮像手段（カメラ５）と、作業者によって対象物がピッキングされた載置部（4a〜4i）を判定する判定手段（コンピュータ７）とを有し、複数の載置部（4a〜4i）の画像を継続して撮影し、撮影した画像の変化に基づいて作業者によって対象物がピッキングされた載置部（4a〜4i）を判定することにした。これにより、本発明では、配線作業やメンテナンス作業を著しく軽減することができ、また、ピッキングの対象物の数の増減にも容易に対応することができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
作業者によるピッキングの動作を検出するためのピッキング動作検出システムにおいて、
作業者によってピッキングされる対象物を載置しておく複数の載置部と、
複数の載置部の画像を継続して撮影する撮像手段と、
撮像手段で撮影した画像の変化に基づいて作業者によって対象物がピッキングされた載置部を判定する判定手段と、
を有することを特徴とするピッキング動作検出システム。
【請求項２】
前記判定手段は、複数の載置部に予め優先度を設定し、優先度の高い載置部を優先して作業者によって対象物がピッキングされた載置部と判定することを特徴とする請求項１に記載のピッキング動作検出システム。
【請求項３】
作業者によるピッキングの動作を検出するためのピッキング動作検出方法において、
作業者によってピッキングされる対象物を載置しておく複数の載置部の画像を継続して撮影し、撮影した画像の変化に基づいて作業者によって対象物がピッキングされた載置部を判定することを特徴とするピッキング動作検出方法。
【請求項４】
前記複数の載置部に予め優先度を設定しておき、優先度の高い載置部を優先して作業者によって対象物がピッキングされた載置部と判定することを特徴とする請求項３に記載のピッキング動作検出方法。
【請求項５】
作業者によるピッキングの動作を検出するためのピッキング動作検出プログラムにおいて、
作業者によってピッキングされる対象物を載置しておく複数の載置部の画像を継続して撮影し、撮影した画像の変化に基づいて作業者によって対象物がピッキングされた載置部を判定することを特徴とするピッキング動作検出プログラム。
【請求項６】
前記複数の載置部に予め優先度を設定しておき、優先度の高い載置部を優先して作業者によって対象物がピッキングされた載置部と判定することを特徴とする請求項５に記載のピッキング動作検出プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、作業者によるピッキングの動作を検出するためのピッキング動作検出システム及びピッキング動作検出方法並びにピッキング動作検出プログラムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、製品の組立作業や商品の仕分け作業などにおいて、作業者が部品や商品などを手作業で取出すピッキングを行っている。このピッキングにおいては、作業者が予め決められた部品や商品を間違いなく取り出すことが要求されている。
【０００３】
そのため、作業者が行ったピッキングの動作に誤りがある場合には、作業者に対して確認や警告などの通知を行うシステムが開発されている。そのシステムにおいて技術の中枢を担うのが、作業者によるピッキングの動作を検出する技術となる。
【０００４】
従来においては、作業者によるピッキングの動作を検出するために、作業棚の複数の載置部にピッキングの対象となる部品や商品などの対象物を載置し、作業棚の各載置部に対応した多数の遮断センサー等の各種センサーを作業棚に取付け、センサーによっていずれの載置部からピッキングが行われたかを検出するようにしている（たとえば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−３２１５９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところが、従来のように作業棚に多数のセンサーを取付けてシステムを構成した場合には、その配線作業やメンテナンス作業に多大な労力や時間や費用を要してしまうといった問題があった。
【０００７】
また、作業者がピッキングする対象物の数が増減した場合には、作業棚の交換やセンサーの取付け或いは取外しなどの作業を要し、容易に対応することが困難であった。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
そこで、請求項１に係る本発明では、作業者によるピッキングの動作を検出するためのピッキング動作検出システムにおいて、作業者によってピッキングされる対象物を載置しておく複数の載置部と、複数の載置部の画像を継続して撮影する撮像手段と、撮像手段で撮影した画像の変化に基づいて作業者によって対象物がピッキングされた載置部を判定する判定手段とを有することにした。
【０００９】
また、請求項２に係る本発明では、前記請求項１に係る本発明において、前記判定手段は、複数の載置部に予め優先度を設定し、優先度の高い載置部を優先して作業者によって対象物がピッキングされた載置部と判定することにした。
【００１０】
また、請求項３に係る本発明では、作業者によるピッキングの動作を検出するためのピッキング動作検出方法において、作業者によってピッキングされる対象物を載置しておく複数の載置部の画像を継続して撮影し、撮影した画像の変化に基づいて作業者によって対象物がピッキングされた載置部を判定することにした。
【００１１】
また、請求項４に係る本発明では、前記請求項３に係る本発明において、前記複数の載置部に予め優先度を設定しておき、優先度の高い載置部を優先して作業者によって対象物がピッキングされた載置部と判定することにした。
【００１２】
また、請求項５に係る本発明では、作業者によるピッキングの動作を検出するためのピッキング動作検出プログラムにおいて、作業者によってピッキングされる対象物を載置しておく複数の載置部の画像を継続して撮影し、撮影した画像の変化に基づいて作業者によって対象物がピッキングされた載置部を判定することにした。
【００１３】
また、請求項６に係る本発明では、前記請求項５に係る本発明において、前記複数の載置部に予め優先度を設定しておき、優先度の高い載置部を優先して作業者によって対象物がピッキングされた載置部と判定することにした。
【発明の効果】
【００１４】
そして、本発明では、以下に記載する効果を奏する。
【００１５】
すなわち、本発明では、作業者によってピッキングされる対象物を載置しておく複数の載置部の画像を継続して撮影し、撮影した画像の変化に基づいて作業者によって対象物がピッキングされた載置部を判定することにしているために、配線作業やメンテナンス作業を著しく軽減することができ、また、ピッキングの対象物の数の増減にも容易に対応することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】ピッキング動作検出システムを模式的に示す正面図（ａ）、側面図（ｂ）。
【図２】ピッキング動作検出プログラムを示すフローチャート。
【図３】基準画像を示す説明図。
【図４】検出領域を示す説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下に、本発明に係るピッキング動作検出システム及びピッキング動作検出方法並びにピッキング動作検出プログラムについて図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明では、一実施例として工場での製品の組立作業において棚からビスやボルトやナットなどを作業者がピッキングする場合について説明するが、本発明はこれに限られず、各種のピッキング作業に適用することができるものである。
【００１８】
図１に示すように、ピッキング動作検出システム１では、作業台２の上に作業棚３を設置するとともに、作業棚３の各載置部4a〜4iにピッキングの対象となる対象物（たとえば、ビスやボルトやナット）を載置している。
【００１９】
また、ピッキング動作検出システム１では、作業台２の上部中央に撮像手段としてのカメラ５を保持脚６を介して取付けるとともに、カメラ５を判定手段となるコンピュータ７にＵＳＢ等の所定のインターフェイスケーブル８を介して接続している。
【００２０】
ここで、カメラ５は、作業者によってピッキングされる対象物を載置しておく複数（ここでは、９個）の載置部4a〜4iの画像を一画像として継続して撮影し、その画像をコンピュータ７に送信するようになっている。なお、カメラ５は、専用品でも市販品でもよく、また、画像を常時連続して撮影しコンピュータ７に送信するようにしてもよく、或いは、コンピュータ７からの指示に従って随時画像を撮影し送信するようにしてもよい。
【００２１】
また、コンピュータ７は、内部又は外部の各種記録媒体にピッキング動作検出プログラムを記録しており、このピッキング動作検出プログラムに従って作業者のピッキングの動作を検出するようになっている。なお、コンピュータ７は、専用品でも市販品でもよく、また、ピッキング動作検出プログラム以外にも各種のプログラムを動作させることができるようになっていてもよい。
【００２２】
そして、ピッキング動作検出プログラムでは、図２に示すフローチャートに従ってカメラ５及びコンピュータ７を動作させ、作業者によるピッキングの動作を検出するようにしている。
【００２３】
すなわち、ピッキング動作検出プログラムは、まず初めに、図３に示すような基準となる画像（基準画像９）を設定する基準画像設定ステップS1を実行する。
【００２４】
この基準画像設定ステップS1では、作業者によるピッキングが行われていない初期の状態の載置部4a〜4iの画像を一画像としてカメラ５で撮影し、その画像データを基準画像９としてカメラ５からコンピュータ７に送信し、コンピュータ７のメモリーに記憶しておく。
【００２５】
次に、ピッキング動作検出プログラムは、作業者によるピッキングの動作を検出するための領域、すなわち、対象物が載置されている各載置部4a〜4iに対応した領域を設定する検出領域設定ステップS2を実行する。
【００２６】
この検出領域設定ステップS2では、コンピュータ７のモニタ10に基準画像９を表示するとともに、作業者（操作者）からの入力に応じてコンピュータ７で図４に示すような各載置部4a〜4iに対応した検出領域11a〜11iを設定する。なお、検出領域11a〜11iは、予め決められた形状やサイズで設定するようにしてもよく、或いは、任意の形状やサイズで設定できるようにしてもよい。また、検出領域11a〜11iは、部分的に重複していてもよい。
【００２７】
次に、ピッキング動作検出プログラムは、載置部4a〜4iに作業者によるピッキングの動作を検出する際の優先度を予め設定する優先度設定ステップS3を実行する。
【００２８】
この優先度設定ステップS3では、作業者（操作者）からの入力に応じてコンピュータ７で載置部4a〜4iに対応した検出領域11a〜11iに優先度を設定する。その際に、全ての載置部4a〜4iに対して順番に優先順位を設定するようにしてもよく、また、載置部4a〜4iを優先度の高・中・低等にグループ分けして設定するようにしてもよい。ここでは、載置部4a〜4iの位置が左から右で上から下の順になるよう載置部4a,4b,4c,4d,4e,4f,4g,4h,4iの順番に優先度を高く設定している。なお、複数の載置部4a〜4iをカメラ５で一画像として撮影するために、たとえば載置部4a〜4cのようにカメラ５に近い場所からピッキングを行うと、それに伴って、載置部4d〜4iのようにカメラに遠い場所でも画像の変化が生じるので、カメラ５に近い載置部4a〜4iに対応した検出領域11a〜11iの優先度を高く設定することが好ましい。
【００２９】
次に、ピッキング動作検出プログラムは、各載置部4a〜4iに対応する検出領域11a〜11iにおいて基準画像９と比較してどの程度の画像の変化が検出されたかを示す変化割合を記憶しておくための変化履歴データを初期化する変化履歴初期化ステップS4を実行する。
【００３０】
この変化履歴初期化ステップS4では、コンピュータ７がメモリー上に各検出領域11a〜11iごとの変化履歴データを形成するとともに、初期値として０を記憶しておく。
【００３１】
次に、ピッキング動作検出プログラムは、カメラ５で載置部4a〜4iの画像を撮影する撮像ステップS5を実行する。
【００３２】
この撮像ステップS5では、載置部4a〜4iの画像を一画像としてカメラ５で撮影し、その画像データを現状画像としてカメラ５からコンピュータ７に送信し、コンピュータ７のメモリーに記憶する。
【００３３】
次に、ピッキング動作検出プログラムは、撮像ステップS5で撮影した画像と基準画像９とを比較して、画像に変化が有るか否かを判定する画像変化判定ステップS6を実行する。
【００３４】
この画像変化判定ステップS6では、撮像ステップS5においてカメラ５で撮影しコンピュータ７で記憶した現状画像の画像データと基準画像設定ステップS1においてカメラ５で撮影しコンピュータ７で記憶した基準画像９の画像データとを比較し、両画像間で変化が生じているかを判定する。このときに、検出領域設定ステップS2で設定した検出領域11a〜11iについてのみ判定を行い、検出領域11a〜11i以外の領域については判定を行わないようにして、処理の高速化を図ることができる。なお、判定は、位置が対応する画素ごとに対比して相違するか否かを判定してもよく、また、全体の輝度や色合いなどを対比して相違するか否かを判定するようにしてもよい。
【００３５】
そして、ピッキング動作検出プログラムは、画像変化判定ステップS6で画像に変化が有ると判断した場合には、変化がある領域を判定する変化領域判定ステップS7を実行する。なお、画像変化判定ステップS6で画像に変化が無いと判断した場合には、後述する変化履歴判定ステップS11を実行する。
【００３６】
この変化領域判定ステップS7では、コンピュータ７が各検出領域11a〜11iごとに現状画像の画像データと基準画像９の画像データとを比較し、各検出領域11a〜11iごとに画像の変化が有るか否かを判定する。
【００３７】
次に、ピッキング動作検出プログラムは、変化領域判定ステップS7で画像の変化が有ると判定した検出領域11a〜11iについてどの程度の画像の変化が検出されたかを示す変化割合を算出する変化割合算出ステップS8を実行する。
【００３８】
この変化割合算出ステップS8では、コンピュータ７が変化領域判定ステップS7で画像の変化が有ると判定した検出領域11a〜11iについて、現状画像の画像データと基準画像９の画像データとを比較し、画像変化が生じた部分の全体に占める割合を変化割合として算出するとともに、その変化割合を変化割合データとしてメモリーに記憶する。このときに、変化割合が予め設定した所定値よりも小さい場合には、変化割合を０（変化なし）とすることで、人影の移動や部品の転動などの影響による誤検出を防止することができる。なお、変化割合は、位置が対応する画素ごとに対比して相違する画素数と全体の画素数との割合で算出してもよく、また、全体の輝度や色合いなどを対比してその変化の割合で算出するようにしてもよい。
【００３９】
次に、ピッキング動作検出プログラムは、変化割合算出ステップS8で算出した変化割合と変化履歴とを比較する変化割合比較ステップS9を実行する。
【００４０】
この変化割合比較ステップS9では、コンピュータ７が変化割合算出ステップS8で算出し記憶した変化割合データと変化履歴データとを比較する。
【００４１】
そして、ピッキング動作検出プログラムは、変化割合比較ステップS9で変化割合が変化履歴よりも低いと判断した場合には、前述した撮像ステップS5に戻り、一方、変化割合比較ステップS9で変化割合が変化履歴よりも高いと判断した場合には、変化履歴を更新する変化履歴更新ステップS10を実行する。
【００４２】
この変化履歴更新ステップS10では、コンピュータ７が変化割合比較ステップS9で変化履歴データよりも大きいと判断した変化割合データを新たに変化履歴データとしてメモリーに記憶する。
【００４３】
また、ピッキング動作検出プログラムは、画像変化判定ステップS6で画像に変化が無いと判断した場合には、変化履歴が更新されているか否かを判定する変化履歴判定ステップS11を実行する。
【００４４】
この変化履歴判定ステップS11では、コンピュータ７が各検出領域11a〜11iごとに変化履歴データとその初期値（０）とを比較することによって変化履歴が更新されているか否かを判定する。
【００４５】
そして、ピッキング動作検出プログラムは、変化履歴判定ステップS11で変化履歴が初期値のままであり変化履歴が更新されていないと判断した場合には、前述した撮像ステップS5に戻り、一方、変化履歴判定ステップS11で変化履歴が初期値と異なっており変化履歴が更新されていると判断した場合には、変化した領域を検出する変化領域検出ステップS12を実行する。
【００４６】
この変化領域検出ステップS12では、コンピュータ７が各検出領域11a〜11iごとの変化履歴データを比較して、最も変化履歴データの大きい検出領域11a〜11iを変化した領域として判定し、その検出領域11a〜11iに対応する載置部4a〜4iで作業者によるピッキングの動作が行われたものとして検出し、それをモニタ10に表示する。
【００４７】
この変化領域検出ステップS12では、優先度設定ステップS3で優先度を設定している場合には、優先度の高い順に各検出領域11a〜11iごとの変化履歴データを比較する。したがって、優先度が同じ検出領域11a〜11iについて判定する場合には変化履歴データの最も大きい検出領域11a〜11iが検出されることになるが、優先度が高い検出領域11a〜11iについては優先度が低い検出領域11a〜11iの変化履歴データよりも小さい場合でも検出されることになる。
【００４８】
最後に、ピッキング動作検出プログラムは、予め設定した全てのピッキングの動作が行われたか否かを判定する終了判定ステップS13を実行し、継続する場合には前述した変化履歴初期化ステップS4に戻り、一方、継続しない場合には終了する。
【００４９】
ピッキング動作検出プログラムは、以上に説明したように動作しており、作業者によるピッキングの動作が行われる前においては、画像の変化が無く、撮像ステップS5、画像変化判定ステップS6、変化履歴判定ステップS11が繰り返し実行され、作業者によるピッキングの動作が行われている途中においては、画像が随時変化していくために、撮像ステップS5から変化履歴更新ステップS10が繰り返し実行され、作業者によるピッキングの動作が行われた後においては、画像の変化が無くなり、変化領域検出ステップS12、終了判定ステップS13が実行される。
【００５０】
そして、ピッキング動作検出プログラムによるピッキング動作検出方法においては、作業者によってピッキングされる対象物を載置しておく複数の載置部4a〜4iの画像を継続して撮影し、撮影した画像の変化に基づいて作業者によって対象物がピッキングされた載置部4a〜4iを判定している。
【００５１】
このように、複数の載置部4a〜4iを撮影した画像の変化に基づいてピッキングされた載置部4a〜4iを判定しているために、従来と比較して配線作業やメンテナンス作業を著しく軽減することができ、また、ピッキングの対象物の数の増減が生じた場合でも、基準画像９や検出領域11a〜11iを変更するだけで容易に対応することができる。
【００５２】
なお、上記ピッキング動作検出プログラムでは、最初の基準画像設定ステップS1で設定した基準画像９を常に用いるようにしているが、これに限られず、変化履歴判定ステップS11で変化履歴有りと判断した場合や終了判定ステップS13で継続と判断した場合や所定時間経過した場合などにおいて基準画像９を適宜更新するようにしてもよい。
【００５３】
また、ピッキング動作検出システム１では、ピッキングの動作が行われた載置部4a〜4iを判定し、モニタ10に表示するようにしているが、これに限られず、載置部4a〜4iにコンピュータ７と無線通信可能な表示器を取付けて表示するようにしてもよく、また、予め設定した順序でピッキングが行われなかった場合に、コンピュータ７で警告音を発生するようにしてもよい。
【００５４】
また、予め設定した順序でピッキングが行われるように支援するために、載置部4a〜4iにコンピュータ７と無線通信可能な表示器を取付けて作業者に通知するようにしてもよく、さらには、スポットライトでピッキングすべき載置部4a〜4iを照射するようにしてもよい。このように、ピッキングすべき載置部4a〜4iに照明を当てるようにした場合には、作業者にピッキングすべき載置部4a〜4iを通知する支援機能としての効果を発揮するばかりでなく、撮像手段（カメラ５）で撮影する載置部4a〜4iを明るく照射して鮮明な画像を撮影できるようにする照明機能としての効果をも発揮することになる。
【符号の説明】
【００５５】
１  ピッキング動作検出システム
２  作業台
３  作業棚
4a〜4i  載置部
５  カメラ
６  保持脚
７  コンピュータ
８  インターフェイスケーブル
９  基準画像
10  モニタ
11a〜11i  検出領域
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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