(57)【要約】  積載された複数の荷物の配置を３次元的に推定する。推定された配置に基づいて、次に積載する対象荷物を積載する最適な積載位置を選定する。選定された積載位置を示す指標光を照射することにより対象荷物を積載する位置を指示する。この方法により、輸送手段への荷物の積載や保管庫内での荷物の積載等、限られたスペース内での荷物を常に最適な状態で積載することができる。
2016021124.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
積載された複数の荷物の配置を３次元的に推定するステップと、
前記推定された配置に基づいて、次に積載する対象荷物を積載する積載位置を選定するステップと、
前記選定された積載位置を示す指標光を照射することにより前記対象荷物を積載する位置を指示するステップと、
を含む、荷物の積載指示方法。
【請求項２】
前記積載された複数の荷物に第１の測定光を照射するステップと、
前記第１の測定光が前記複数の荷物で反射されて発生する第１の反射光を受光するステップと、
をさらに含み、
前記配置を推定するステップは、前記第１の反射光から前記複数の荷物の前記配置を３次元的に推定するステップを含む、請求項１に記載の荷物の積載指示方法。
【請求項３】
前記第１の反射光を受光するステップは、前記第１の反射光を受光素子で受光するステップを含み、
前記第１の反射光から前記配置を推定するステップは、前記第１の測定光を照射した時点と前記第１の反射光を前記受光素子で受光した時点との時間差から、前記複数の荷物のそれぞれと前記受光素子との間の距離を算出することで前記配置を３次元的に推定するステップを含む、請求項２に記載の荷物の積載指示方法。
【請求項４】
前記第１の測定光はレーザースリット光であり、
前記第１の反射光を受光するステップは、前記第１の反射光を高速撮像カメラで撮像するステップを含む、請求項２に記載の荷物の積載指示方法。
【請求項５】
前記積載位置を選定するステップは、前記推定された配置と前記対象荷物の３次元形状とに基づいて前記積載位置を選定するステップを含む、請求項１に記載の荷物の積載指示方法。
【請求項６】
前記対象荷物に第２の測定光を照射して前記対象荷物から反射することで発生した第２の反射光から前記対象荷物の前記３次元形状を推定するステップをさらに含み、
前記推定された配置と前記対象荷物の前記３次元形状とに基づいて前記積載位置を選定するステップは、前記推定された配置と前記対象荷物の前記推定された３次元形状とに基づいて前記積載位置を選定するステップを含む、請求項５に記載の荷物の積載指示方法。
【請求項７】
積載された複数の荷物の配置を３次元的に推定する配置推定装置と、
前記推定された配置に基づいて、次に積載する対象荷物を積載する積載位置を選定する制御装置と、
前記選定された積載位置を示す指標光を照射することにより前記対象荷物を積載する位置を指示する照射装置と、
を備えた、積載指示システム。
【請求項８】
前記積載された複数の荷物に第１の測定光を照射する光源をさらに備え、
前記配置推定装置は、
前記第１の測定光が前記複数の荷物で反射されて発生する第１の反射光を受光し、
前記第１の反射光から前記複数の荷物の前記配置を３次元的に推定する、
ように構成されている、請求項７に記載の積載指示システム。
【請求項９】
前記第１の反射光を受光素子で受光する受光素子をさらに備え、
前記配置推定装置は、前記第１の測定光を照射した時点と前記第１の反射光を前記受光素子で受光した時点との時間差から、前記複数の荷物のそれぞれと前記受光素子との間の距離を算出することで前記配置を３次元的に推定するように構成されている、請求項８に記載の積載指示システム。
【請求項１０】
前記第１の測定光はレーザースリット光であり、
前記配置推定装置は前記第１の反射光を撮像する高速撮像カメラを有する、請求項８に記載の積載指示システム。
【請求項１１】
前記制御装置は、前記推定された配置と前記対象荷物の３次元形状とに基づいて前記積載位置を選定するように構成されている、請求項７に記載の積載指示システム。
【請求項１２】
前記配置推定装置は、前記対象荷物に第２の測定光を照射して前記対象荷物から反射することで発生した第２の反射光から前記対象荷物の前記３次元形状を推定するように構成されており、
前記制御装置は、前記推定された配置と前記対象荷物の前記推定された３次元形状とに基づいて前記積載位置を選定するように構成されている、請求項１１に記載の積載指示システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は荷物のトラック等の輸送手段への積載や荷物の保管庫内での積載等、荷物の積載指示方法および積載指示システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ユーザーが商品をインターネットで発注し、発注を受けた業者が商品をユーザーの自宅やあるいは自宅近所のコンビニエンスストア等の指定の受け取り場所に配達するいわゆるｅコマースによる商品の販売が近年活発化して来ている。【０００３】
発注を受けた業者にとって商品を短時間にできるだけ多くのユーザーに配達するためには、トラック等の輸送手段の貨物スペースに無駄なスペースを空けることなく商品を敷き詰めて積載することが重要となる。【０００４】
また、発注を受けるまで業者は商品を保管庫内に保管することになるが、１つの保管庫にできるだけ多くの商品を保管するためには、上記と同様に無駄なスペースを空けることなく商品を敷き詰めて積載することが重要である。【０００５】
上述の積載に関する従来の技術は特許文献１に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平４−３２７４２２号公報
【発明の概要】
【０００７】
積載された複数の荷物の配置を３次元的に推定する。推定された配置に基づいて、次に積載する対象荷物を積載する積載位置を選定する。選定された積載位置を示す指標光を照射することにより対象荷物を積載する位置を指示する。
【０００８】
この方法により、輸送手段への荷物の積載や保管庫内での荷物の積載等、限られたスペース内での荷物を常に最適な状態で積載することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は実施の形態１における積載指示システムの全体外略図である。
【図２】図２は実施の形態２における積載指示システムの全体外略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
（実施の形態１）
図１は実施の形態１における積載指示システム１０００の全体外略図である。積載指示システム１０００は第１の荷物の積載指示方法を行う。
【００１１】
実施の形態１において、「積載」とは荷物等の物品を互いに重ねる、あるいは隣接させて置くなどして所定の区画内に載置することを指す。
【００１２】
積載指示システム１０００は配置推定装置１と照射装置２を備えている。図１は、積載区画Ｒ１に積載された複数の荷物１０を示し、矢印は光とその方向を示す。
【００１３】
実施の形態１における積載指示システム１０００では、配置推定装置１としてＴｏＦ（Ｔｉｍｅ  ｏｆ  Ｆｌｉｇｈｔ）センシングカメラを用いている。ＴｏＦセンシングカメラは、光源１ａと受光素子１ｂとを備える。光源１ａは測定光Ｍ１１を照射する。
【００１４】
このＴｏＦセンシングカメラは、測定光Ｍ１１を対象物（荷物）に照射した時点と測定光Ｍ１１が対象物で反射して発生する対象物から反射光Ｍ１２を受光素子１ｂで受光する時点を計測し、これらの時点の時間差に基づいて受光素子１ｂから対象物までの距離を算出する。受光素子１ｂは複数の画素を有して、複数の画素それぞれで反射光Ｍ１２を受けることができる。複数の画素のそれぞれで上記の時間差を計測することで、ＴｏＦセンシングカメラは受光素子１ｂと複数の画素に対応する対象物の部分との間の距離をそれぞれ値として有する複数の画素よりなる距離画像を取得することが出来る。また、ＴｏＦセンシングカメラは、この距離画像の取得と同時に、通常とおりに対象物を撮影して２次元の撮像画像を得ることで対象物の３次元的な形状および寸法を推定することが可能となる。
【００１５】
一方、照射装置２としてはプロジェクタを用いている。このプロジェクタは複数の荷物１０を載置する区画全体を照射できる程度の投射角度を有することが望ましい。
【００１６】
積載指示システム１０００を用いた荷物の積載指示方法について図１を参照して具体的に説明する。図１に示す状態では、荷物を積載する予定の積載区画Ｒ１内にすでに複数の荷物１０が積載されている。
【００１７】
第１の荷物の積載指示方法は、照射工程、受光工程、配置推定工程、積載位置選定工程、積載位置指示工程、の５つの工程からなる。
【００１８】
照射工程では、まず配置推定装置１、すなわちＴｏＦセンシングカメラの光源１ａから測定光Ｍ１１を複数の荷物１０に照射する。実施の形態１では測定光Ｍ１１は不可視光の近赤外光である。
【００１９】
次に、受光工程では、照射工程にて複数の荷物１０に照射された測定光Ｍ１１が複数の荷物１０で反射して発生する反射光Ｍ１２を配置推定装置１の受光素子１ｂが受光する。
【００２０】
次に、配置推定工程では、反射光Ｍ１２により上述した原理に基づいて複数の荷物１０の距離画像と撮像画像とから複数の荷物１０の３次元的な形状、すなわち複数の荷物１０の配置を推定する。
【００２１】
次に、積載位置選定工程では、配置推定工程にて推定した複数の荷物１０の配置と次に積載する対象荷物１０ａの３次元形状を示すデータに基づいて、制御装置１００１が対象荷物１０ａの最適な積載位置を選定する。なお、制御装置１００１は、配置推定装置１ならびに照射装置２と別体としてもいいし、あるいは配置推定装置１、照射装置２のいずれかの内部に組み込まれていてもよい。なお、対象荷物１０ａの３次元形状を示す３次元形状データは制御装置１００１が最適な積載位置を選定する前に予め制御装置１００１で取得されている。この３次元形状データは、配置推定装置１と同様にＴｏＦカメラ等で対象荷物１０ａの３次元形状を撮像することで得ることができる。すなわち、配置推定装置１は対象荷物１０ａに測定光ＭＭ１１を照射して反射してきた反射光ＭＭ１２を受光する。制御装置１００１は反射光ＭＭ１２により対象荷物１０ａの３次元形状を推定する。あるいは、後述する第２の荷物の積載指示方法にて用いるスリット光の反射光を高速撮像カメラにて受光し、対象荷物１０ａの３次元形状データを得てもよい。
【００２２】
次に、積載位置指示工程では、積載位置選定工程にて制御装置１００１が選定した対象荷物１０ａの最適な積載位置Ｐ１０を示す指標光Ｌ１０を照射装置２が照射する。照射装置２は、対象荷物１０ａを積載する積載区画Ｒ１全体を照射し、指標光Ｌ１０として、照射した範囲のうち積載位置Ｐ１０のみに目印を投影してもよい。
【００２３】
そして、積載位置指示工程にて指示された積載位置Ｐ１０に、作業者は対象荷物１０ａを積載する。これらの４つの工程を繰り返すことによって所定の積載区画Ｒ１内に積載される荷物１０、１０ａの配置は最適なものとなり、所定の積載区画Ｒ１内にできるだけ多くの荷物１０、１０ａを積載することができる。
【００２４】
前述の従来の積載指示方法では、商品の輸送手段の貨物スペースへの積載や保管庫内での積載は、基本的には作業者の主観的な判断に基づいて行われている。しかしながら、商品の形状は多種多様なので、貨物スペースや保管庫内での商品の積載を無駄なスペースを空けることなく行うことは非常に難しい。したがって、貨物スペースや保管庫内において常に最適な状態で商品を積載できていない。
【００２５】
実施の形態１における積載指示方法により、輸送手段への荷物１０、１０ａの積載や保管庫内での荷物１０、１０ａの積載等、限られたスペース内での荷物１０、１０ａを常に最適な状態で積載することができる。
【００２６】
（実施の形態２）
図２は実施の形態２における積載指示システム２０００の全体外略図である。積載指示システム２０００は第２の荷物の積載指示方法を行う。実施の形態２における第２の荷物の積載指示方法は、実施の形態１における第１の荷物の積載指示方法と、荷物を積載する予定の積載区画Ｒ１内にすでに積載された複数の荷物１０の配置を推定する方法が異なる。
【００２７】
図２に示すように、第２の荷物の積載指示方法に用いる積載指示システム２０００は、実施の形態１における積載指示システム１０００の配置推定装置１と照射装置２の代わりに、配置推定装置３と照射装置４を備えている。図２には、積載区画Ｒ１に積載された複数の荷物１０も図示しており、また矢印は光とその方向を示している。制御装置１００１は、配置推定装置３ならびに照射装置４と別体としてもいいし、あるいは配置推定装置３、照射装置４のいずれかの内部に組み込まれていてもよい。
【００２８】
配置推定装置３は、内部に組み込まれた高速撮像カメラ３ａを備える。また、照射装置４としてはプロジェクタを用いており、光源４ａを備える。
【００２９】
第２の荷物の積載指示方法も第１の荷物の積載指示方法と同様に、照射工程、受光工程、配置推定工程、積載位置選定工程、積載位置指示工程、の５つの工程からなる。
【００３０】
照射工程では、まず照射装置４は、荷物を積載する予定の積載区画Ｒ１内にすでに積載された複数の荷物１０全体に対して測定光Ｍ２１を数回照射する。実施の形態２では測定光Ｍ２１はレーザースリット光である。
【００３１】
次に、受光工程では、照射工程で照射された測定光Ｍ２１が複数の荷物１０で反射して発生した反射光Ｍ２２を配置推定装置３にて受光する。実施の形態２では、配置推定装置３は、高速撮像カメラ３ａにてレーザースリット光である測定光Ｍ２１の反射光Ｍ２２のパターンを受光する。
【００３２】
次に、配置推定工程では、反射光Ｍ２２のパターンから複数の荷物１０の３次元的な形状、すなわち複数の荷物１０の配置を推定する。
【００３３】
次に、積載位置選定工程では、配置推定工程にて推定した複数の荷物１０の配置と次に積載する対象荷物１０ａの３次元形状を示す３次元形状データに基づいて、制御装置１００１が対象荷物１０ａの最適な積載位置Ｐ１０を選定する。この積載位置選定工程での積載位置Ｐ１０は、第１の荷物の積載指示方法と同様の方法で選定する。対象荷物１０ａの３次元形状データは以下の方法で得ることができる。照射装置４の光源４ａが測定光ＭＭ２１を対象荷物１０ａに照射して反射してきた反射光ＭＭ２２に基づき、対象荷物１０ａの３次元形状を得て、３次元形状を示す３次元形状データを得ることができる。
【００３４】
次に、積載位置指示工程では、積載位置選定工程にて制御装置１００１が選定した対象荷物１０ａの最適な積載位置Ｐ１０を示す指標光Ｌ１０を照射装置４が照射する。すなわち、第２の荷物の積載指示方法では照射装置４は上述のレーザースリット光である測定光Ｍ２１ならびに最適な積載位置Ｐ１０を示す指標光Ｌ１０を照射する。この構成により配置推定装置３は照射装置４とは別の実施の形態１における光源１ａが不要となり、配置推定装置３の簡略化が図れる。また、照射装置４からの測定光Ｍ２１をレーザースリット光にすることによって貨物スペース内で発生するマルチパスの影響を少なくすることができる。
【００３５】
なお、照射装置４は、第１の荷物の積載指示方法と同様に積載区画Ｒ１全体を照射し、積載位置Ｐ１０を示す指標光Ｌ１０として、この照射の範囲のうち積載位置Ｐ１０のみに目印等を投影してもよい。
【００３６】
このようにして第２の荷物の積載指示方法においても積載指示システム２０００は作業者に対象荷物１０ａの最適な積載位置Ｐ１０を指示することが可能となる。
【００３７】
以上、説明したように本願発明の荷物の積載指示方法によると、作業者に最適な積載位置Ｐ１０を指示することができ、所定の積載区画Ｒ１内にできるだけ多くの荷物１０、１０ａを積載することが可能となる。
【００３８】
また、上述の説明においては、第１の荷物の積載指示方法、第２の荷物の積載指示方法にてそれぞれＴｏＦセンシングカメラやレーザースリット光を用いた方法を示したが、これら以外にも例えばステレオカメラなど２次元画像センシングシステムを用いてもよい。２次元画像センシングシステムを用いても複数の荷物１０の配置を推定することは可能であり、同様の効果を奏することができる。
【００３９】
実施の形態１、２における荷物の積載指示方法により、所定の積載区画Ｒ１内にできるだけ多くの荷物１０、１０ａを積載することができ、貨物スペースや保管庫内での荷物の積載を無駄なスペースを空けることなく行うことが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明による荷物の積載指示方法によると、所定の積載区画内にできるだけ多くの荷物を積載することができ、貨物スペースや保管庫内での荷物の積載を無駄なスペースを空けることなく行うことが可能となる。
【符号の説明】
【００４１】
１    配置推定装置
１ａ    光源
１ｂ    受光素子
２    照射装置
３    配置推定装置
３ａ    高速撮像カメラ
４    照射装置
４ａ    光源
１０    荷物
１０ａ    対象荷物
Ｍ１１，Ｍ２１    測定光（第１の測定光）
Ｍ１２，Ｍ２２    反射光（第１の反射光）
ＭＭ１１，ＭＭ２１    測定光（第２の測定光）
ＭＭ１２，ＭＭ２２    反射光（第２の測定光）
Ｌ１０    指標光
１０００，２０００    積載指示システム
【図１】
2016021124.tif 000003
【図２】
2016021124.tif 000004
【国際調査報告】
2016021124.tif 000005
2016021124.tif 000006
2016021124.tif 000007
2016021124.tif 000008