(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
トラックを停止させる位置に対応して床面に設けられ荷台端縁と交差するゼブラパターンと、前記トラックが停止した位置での荷台前端位置及び荷台高さを検出するセンサと、前記トラックを停止させる位置上方に固定設置され前記ゼブラパターンとともに前記荷台端縁を荷台の４隅および長さ方向中間部２か所の６か所で撮影するカメラと、これら６か所のカメラの画像データと前記センサの検出データとを処理して荷台位置を求める演算処理装置とでなることを特徴とするトラックの荷台位置検出装置。
【請求項２】
トラックの荷台位置を検出するに際し、トラックを停止させる位置に対応して床面に荷台端縁と交差するゼブラパターンを設けるとともに、前記トラックを停止させる位置での荷台前端位置及び荷台高さを検出するセンサを設ける一方、前記トラックを停止させる位置上方に、前記ゼブラパターンとともに前記荷台端縁を撮影するカメラを荷台の４隅および長さ方向中間部２か所の６か所に固定設置し、これら６か所のカメラの画像データと前記センサの検出データとを処理して荷台位置を求めることを特徴とするトラックの荷台位置検出方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、トラックの荷台位置検出装置及び方法に関し、倉庫からコンテナをトラックに出庫したり、トラックからコンテナを入庫する場合の自動化に好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】
自動倉庫においては、コンテナに収納された荷物を自動倉庫に設けられた移載位置から倉庫内に入れたり、倉庫内から移載位置まで取り出したりすることをスタッカークレーンなどを自動運転することによって完全に無人化することが行われている。
【０００３】
一方、自動倉庫の移載位置のコンテナをトラックに積み込んで別な所に出庫したり、逆に別な所からトラックで運ばれたコンテナを移載位置に入庫することを自動化しようとする場合には、トラックの荷台の位置を検出する必要があるとともに、荷台上のコンテナの位置を検出する必要がある。
【０００４】
従来のトラックの荷台位置検出方法や荷台上のコンテナの位置検出方法としては、例えば特開平８−３３７３９０号公報に開示されているように、トラックの進退方向とこれと直交する方向とに移動する２つの台車を介して旋回台を搭載し、この旋回台にコンテナクレーンの昇降するコンテナスプレッダを吊り下げるようにし、このコンテナスプレッダの４隅にカメラを取付け、コンテナスプレッダを移動しながらトラックの荷台やコンテナを撮影し、画像データから荷台位置やコンテナ位置を求めるようにしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、トラックには、小型から大型まで荷台の長さが異なるものがあるとともに、荷台高さも異なり、４台のカメラの画像データによる画像処理では、誤差も大きく、荷台の材質や色によっては画像上荷台の端縁の検出が困難になってしまうという問題がある。
【０００６】
また、カメラ自体がコンテナクレーンを構成するコンテナスプレッダに取付けられて移動されるため、カメラから荷台やコンテナまでの距離（高さ）によって画像処理された位置データの精度が変化するという問題があり、一方、荷台やコンテナの位置検出のためカメラの移動を行なったのち、コンテナを吊り上げて移載するためのコンテナスプレッダの移動を別に行う必要があり、複雑な制御や処理が必要になるという問題がある。
【０００７】
この発明は、かかる従来技術の有する課題に鑑みてなされたもので、トラックの荷台の位置を高精度に検出することができ、入・出庫の完全自動化も実現できるトラックの荷台位置検出装置及び方法を提供しようとするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するこの発明の請求項１記載のトラックの荷台位置検出装置は、トラックを停止させる位置に対応して床面に設けられ荷台端縁と交差するゼブラパターンと、前記トラックが停止した位置での荷台前端位置及び荷台高さを検出するセンサと、前記トラックを停止させる位置上方に固定設置され前記ゼブラパターンとともに前記荷台端縁を荷台の４隅および長さ方向中間部２か所の６か所で撮影するカメラと、これら６か所のカメラの画像データと前記センサの検出データとを処理して荷台位置を求める演算処理装置とでなることを特徴とするものである。
【０００９】
このトラックの荷台位置検出装置によれば、トラックを停止させる位置の床面に上から見たときに荷台の端縁と交差するようにゼブラパターンを取付けるとともに、荷台前端位置を検出するセンサと荷台高さを検出するセンサを設けるようにし、トラックを停止させる位置の上方にＣＣＤカメラなどのカメラを荷台の４隅と中間部に対応して６台設置するようにしており、ゼブラパターンによってＣＣＤカメラで撮影した画像上での荷台の端が明確になるとともに、この画像データと荷台の前端位置の情報および荷台高さの情報から荷台の位置が正確に求められるようになる。
【００１０】
また、この発明の請求項２記載のトラックの荷台位置検出方法は、トラックの荷台位置を検出するに際し、トラックを停止させる位置に対応して床面に荷台端縁と交差するゼブラパターンを設けるとともに、前記トラックが停止した位置での荷台前端位置及び荷台高さを検出するセンサを設ける一方、前記トラックを停止させる位置上方に、前記ゼブラパターンとともに前記荷台端縁を撮影するカメラを荷台の４隅および長さ方向中間部２か所の６か所に固定設置し、これら６か所のカメラの画像データと前記センサの検出データとを処理して荷台位置を求めることを特徴とするものである。
【００１１】
このトラックの荷台位置検出方法によれば、トラックを停止させる位置の床面に上から見たときに荷台の端縁と交差するように白と黒が交互になったゼブラパターンを取付けるとともに、荷台前端位置を検出するセンサと荷台高さを検出するセンサを設けるようにし、トラックを停止させる位置の上方にＣＣＤカメラなどのカメラを荷台の４隅と中間部に対応して６台設置するようにしており、ゼブラパターンとともに荷台をＣＣＤカメラで撮影して画像上での荷台の端を明確になるようにし、この画像データと荷台の前端位置の情報および荷台高さの情報とから荷台の位置を正確に求めるようにしている。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態について図面に基づき詳細に説明する。
図１はこの発明のトラックの荷台位置検出装置の一実施の形態にかかり、荷台上コンテナの位置検出装置とともに示す概略構成図である。
【００１３】
トラックの荷台位置検出装置１０および荷台上コンテナの位置検出装置２０は、コンテナＣ、例えば小コンテナＣs と小コンテナＣs の２倍の大コンテナＣbを収納する自動立体倉庫の移載台Ａに隣接して設けられるものであり、移載台ＡとトラックＴとの間の自動入・出庫のための位置検出に用いられる。
【００１４】
なお、自動立体倉庫と移載台Ａとの間は図示しないスタッカクレーンによって自動的な搬送が行われるようになっている。
【００１５】
自動立体倉庫の移載台Ａに搬出されたコンテナＣをトラックＴに積み込んで出庫するために用いられるトラックの荷台位置検出装置１０では、移載台Ａに隣接してトラックＴを停止させるための停止位置Ｓが定められ、この停止位置Ｓは、例えばトラックＴの荷台Ｂの後端縁に対して前後方向に±２００mm程度、トラックＴの荷台に対して幅方向に±２００mm程度の範囲をもって定められ、この範囲内にトラックＴの荷台Ｂを位置させて停止させるようにし、荷台Ｂの大小にかかわらず、荷台Ｂの後端と両側が停止位置Ｓに入るようにする。
【００１６】
このトラックＴを停止させる停止位置Ｓの床面には、図２に配置を示すように、上から見たときに荷台Ｂの端縁と交差するように白と黒の縞模様のゼブラパターン１１が大型車の荷台Ｂの４隅に相当する位置と前後方向中間部（小型車の荷台前端に相当する。）両側の２か所の合計６か所に設けられ、例えばペイントを用いて直接描かれたり、シート状に形成したものを張り付けるなどによって設けられる。このゼブラパターン１１は荷台Ｂの端縁と直交して配置され、荷台Ｂの前方両側及び中間部両側では、荷台Ｂの幅方向に平行な縞模様とされ、荷台Ｂの後端隅部では、後部両側を荷台Ｂの幅方向に平行な縞模様とし、後端部を荷台Ｂの長手方向に平行な縞模様とした２方向の縞模様を組み合わせたゼブラパターン１１としてある。
【００１７】
このようなゼブラパターン１１が塗装されたトラックＴを停止させる停止位置Ｓの上方には、図示しない梁や桁で枠組みされた天井枠１２が固定設置してあり、この天井枠１２の下面にそれぞれのゼブラパターン１１とともに荷台Ｂの端縁を撮影して画像データを得るカメラ１３が６台設置される。これら６台のカメラ１３は、例えばＣＣＤカメラで構成され、天井枠１２に下向きに取付けられる。
【００１８】
さらに、トラックＴを停止させる停止位置Ｓの荷台Ｂの後端縁の位置を検出するためのセンサ１４が設けられ、例えば光電センサを停止位置Ｓの後端の幅方向両側に設置して前後方向±２００mmの範囲に停止される荷台Ｂの後端縁の位置を検出できるようにしてある。
【００１９】
また、トラックＴを停止させる停止位置Ｓでの荷台Ｂの高さを検出するため、停止位置Ｓの前後方向２か所の両側に高さ計測用エリアセンサ１５が設置され、図示例では、それぞれの検出位置に支柱１６が立てられ、各支柱１６の上下に３２個の透過型センサを取付けて構成してあり、荷台Ｂの高さと傾きの検出や画像データの補正などに用いられる。
【００２０】
さらに、トラックＴが停止した停止位置Ｓでの荷台Ｂの前端位置を検出するため、荷台前端位置検出用エリアセンサ１４ａが停止位置Ｓの前部両側に設置されている。
【００２１】
そして、これら６台のカメラ１３の画像データやエリアセンサ１４ａの荷台Ｂの前端位置情報および高さ計測用エリアセンサ１５の高さ情報が演算処理装置１７に入力されて処理され、荷台Ｂの位置や荷台Ｂの方向（例えば荷台中心の鉛直軸回りの回転角）が求められるようになっている。
【００２２】
次に、このように構成したトラックの荷台位置検出装置１０の動作とともに、トラックの荷台位置検出方法について、図３に示すフロー図にしたがって説明する。
【００２３】
トラックＴの荷台Ｂの位置検出を行う必要があるのは、コンテナＣを移載台Ａからトラックの荷台Ｂに積み込む出庫の場合である。
【００２４】
まず、トラックＴの荷台Ｂの位置検出、すなわちコンテナ積み込み位置算出がスタートされると、トラックＴの荷台Ｂの右端部（トラックＴ前方に対する右側）の検出が行われる。
【００２５】
荷台Ｂの前方右側のカメラ１３-1から画像データが演算処理装置１７に取り込まれるとともに、２か所の高さ計測用エリアセンサ１５からの荷台Ｂの高さ情報も取り込まれる。
【００２６】
すると、演算処理装置１７では、ゼブラパターン１１とともに撮影された画像データから明確になっている荷台Ｂの端部を画像処理によって検出するが、この画像処理において床面からの荷台高さが異なる画像データであっても正確に荷台Ｂの端部の位置を求めることができるように高さ計測用エリアセンサ１５からの高さ情報が用いられ、高さ変化による補正が行われる。
【００２７】
同様にして荷台Ｂの中間部右側のカメラ１３-2から画像データが取り込まれるとともに、荷台Ｂの後方右側のカメラ１３-3の画像データが演算処理装置１７に取り込まれ、高さ計測用エリアセンサ１５からの高さ情報による高さ変化を補正して、ゼブラパターン１１とともに撮影された画像データから明確になっている荷台Ｂの端部を画像処理によって検出する。
【００２８】
こうして得られた荷台Ｂの右側３か所の端部のデータを統合して荷台Ｂ右端部の直線が求められる。
【００２９】
次に、トラックＴの荷台Ｂの左端部（トラックＴ前方に対する左側）の検出が行なわれる。
荷台Ｂの前方左側のカメラ１３-4から画像データが演算処理装置１７に取り込まれるとともに、２か所の高さ計測用エリアセンサ１５からの荷台Ｂの高さ情報も取り込まれる。
【００３０】すると、演算処理装置１７では、高さ計測用エリアセンサ１５の高さ情報による補正を行ってゼブラパターン１１とともに撮影された画像データから明確になっている荷台Ｂの端部を画像処理によって検出する。
【００３１】
同様にして荷台Ｂの中間部左側のカメラ１３-5から画像データが取り込まれるとともに、荷台Ｂの後方左側のカメラ１３-6の画像データが演算処理装置１７に取り込まれ、ゼブラパターン１１とともに撮影された画像データを高さ変化による補正を行って明確になっている荷台Ｂの端部を画像処理によって検出する。
【００３２】
こうして得られた荷台Ｂの左側３か所の端部のデータを統合して荷台Ｂの左端部の直線が求められる。
【００３３】
こうして荷台Ｂの左右の端部を表わす直線が求められた後、トラックＴの荷台Ｂの前端を検出するエリアセンサ１４ａの検出情報が演算処理装置１７に取り込まれる。
【００３４】
そして、得られた荷台Ｂの前端位置と、荷台Ｂの左右の端部を表わす直線とから荷台Ｂの位置、例えば移載台Ａを原点とする座標に対する荷台Ｂの位置と荷台Ｂの方向（例えば荷台中心の鉛直軸回りの回転角）が求められるとともに、荷台Ｂの高さも求められる。
【００３５】
こうして、トラックＴの荷台Ｂの位置が求められると、さらに出庫するコンテナＣの長さを入力することで、コンテナＣの積み込み位置及びトラックＴに荷台Ｂと平行にするためのコンテナＣの中心での鉛直軸回りの回転角が求められ、コンテナクレーンに出力され、自動運転によって移載台Ａ上のコンテナＣが吊り上げられてトラックＴの荷台Ｂ上に積み込まれる。
【００３６】
このようなトラックの荷台位置検出装置１０およびトラックの荷台位置検出方法によれば、荷台Ｂの位置を検出するカメラ１３を天井枠１２に固定するようにしたので、カメラを移動する場合に比べて高精度に検出することができるとともに、画像処理によって荷台位置を求める処理が容易となる。
【００３７】
また、荷台位置を検出するカメラ１３を６台設置してこれらの画像データから荷台Ｂの位置を検出するようにしたので、高精度に検出することができる。
【００３８】
さらに、得られた荷台Ｂの位置を直接コンテナクレーンに出力してコンテナＣの出庫に用いることができる。
【００３９】
次に、荷台上コンテナの位置検出装置と荷台上コンテナの位置検出方法について説明する。
この荷台上コンテナの位置検出装置２０は，図１に示すように、トラックＴの荷台Ｂに載せられて搬送されたコンテナＣを荷台Ｂ上から自動立体倉庫の移載台Ａに移す入庫のために用いられ、対象となるコンテナＣは小コンテナＣs と大コンテナＣb （小コンテナＣs の２倍）である。
【００４０】
この荷台上コンテナの位置検出装置２０では、荷台Ｂの検出の場合と同一のトラックＴを停止させるための停止位置Ｓが定められており、コンテナＣの入庫の場合にもこの停止位置ＳにトラックＴを停止させる。
【００４１】
この荷台上コンテナの位置検出装置２０による位置検出対象となる大小のコンテナＣには、図１及び図２に示すように、それぞれ上面の対角位置にマーカー２１が取付けてある。
【００４２】
このマーカー２１はＣＣＤカメラによって撮影した画像上でコンテナＣと明確に識別できるものであれば良く、各コンテナＣの隅部の同一位置に取付ける。
【００４３】
一方、トラックＴを停止させるための停止位置Ｓの上方の天井枠１２には、コンテナＣに取付けたマーカー２１を撮影するカメラ２２としてＣＣＤカメラが２台１組としてここでは、２組４台のＣＣＤカメラが設置してあり、荷台Ｂ上に小コンテナＣs を前後に２つ積載して搬送する場合と大コンテナＣb を１つ積載して入庫する場合のいずれにも対応できるようにしてある。
【００４４】
このカメラ２２は、荷台Ｂの位置を検出するカメラ１３と異なり、検出高さの範囲がコンテナＣの高さ分だけ高い位置での撮影を行うようになっている。
【００４５】
そして、これら４台のカメラ２２の画像データが演算処理装置１７に入力されるようになっている。
【００４６】
次に、このように構成した荷台上コンテナの位置検出装置２０の動作とともに、荷台上コンテナの位置検出方法について、図４に示すフロー図にしたがって説明する。
【００４７】
荷台上コンテナの位置検出が必要となるトラックＴの荷台Ｂ上のコンテナＣを下ろす入庫のため、コンテナ把持位置算出がスタートされると、入庫するトラックＴの運転者などから磁気カードなどによって演算処理装置１７にコンテナＣの大小、小コンテナＣs の場合の荷台Ｂへの搭載位置である前後情報が取得される。
【００４８】
この磁気カードなどの情報からコンテナＣの大きさが判断され、コンテナＣが小さい場合には、トラックＴの荷台Ｂの前部か否かが判断される。
【００４９】
そして、小コンテナＣs が前部に搭載されている場合には、トラックＴの荷台前方右側のカメラ２２-7から画像データが演算処理装置１７に取り込まれる。
【００５０】
このＣＣＤカメラ２２-7の画像データから画像処理によってコンテナの上面右上隅のマーカー２１の位置検出が行われる。この画像処理においても荷台の高さを検出する２か所の高さ計測用エリアセンサ１５からの荷台Ｂの高さ情報を用いて高さの補正が行われる。
【００５１】
次に、小コンテナＣs が前方に搭載されていることからトラックＴの荷台中間部左側のカメラ２２-8の画像データが演算処理装置１７に取り込まれる。
【００５２】
このＣＣＤカメラ２２-8の画像データから画像処理によってコンテナの上面左下隅のマーカー２１の位置検出が行われる。この画像処理においても荷台Ｂの高さを検出する２か所の高さ計測用エリアセンサ１５からの荷台高さ情報を用いて高さの補正が行われる。
【００５３】
こうして小コンテナＣs の対角位置の２つのマーカー２１の位置が検出された後、演算によりコンテナの中心位置およびこの中心位置における鉛直軸回りの回転角が算出され、これらによってこのコンテナの位置が定まる。
【００５４】
また、小コンテナＣs が荷台Ｂの後方に搭載されている場合には、ＣＣＤカメラ２２-9でコンテナの上面右上隅のマーカー２１の画像データが取り込まれるとともに、ＣＣＤカメラ２２-10 でコンテナの上面左下隅のマーカー２１の画像データが取り込まれ、上記と同様にして、これら２つのマーカー２１の位置を検出した後、コンテナの中心位置と回転角が求められる。
【００５５】
さらに、大コンテナＣb の場合には、ＣＣＤカメラ２２-7でコンテナの上面右上隅のマーカー２１の画像データが取り込まれるとともに、ＣＣＤカメラ２２-10 でコンテナの上面左下隅のマーカー２１の画像データが取り込まれ、上記と同様にして、これら２つのマーカー２１の位置を検出した後、コンテナの中心位置と回転角が求められる。
【００５６】
したがって、これらいずれのコンテナＣの場合でもその中心位置およびその中心位置における鉛直軸回りの回転角の位置情報をコンテナクレーンの制御装置（コンピュータ）に出力することで、自動入庫を行うことができる。
【００５７】
このような荷台上コンテナの位置検出装置２０および荷台上コンテナの位置検出方法によれば、コンテナＣ上面の対角位置にマーカー２１を取り付けて２台の固定したＣＣＤカメラで撮影して画像処理するようにしたので、コンテナＣの位置を安定かつ高精度に検出することが可能となった。
【００５８】
また、２組４台のＣＣＤカメラ２２を設置したので、小コンテナＣs が２つ荷台Ｂに搭載されている場合や大コンテナＣb が荷台Ｂに搭載されている場合などいずれの場合にもコンテナＣの位置を検出することができる。
【００５９】
さらに、４台のＣＣＤカメラ２２を天井枠１２に固定するようにしたので、カメラを移動する場合に比べて高精度にコンテナＣの位置を検出することができるとともに、画像処理によってコンテナＣの位置を求める処理も容易となる。
【００６０】
また、得られたコンテナＣの位置を直接コンテナクレーンに出力してコンテナの入庫に用いることができる。
【００６１】
【発明の効果】
以上、実施の形態とともに詳細に説明したように、この発明の請求項１記載のトラックの荷台位置検出装置によれば、トラックを停止させる位置の床面に上から見たときに荷台の端縁と交差するようにゼブラパターンを取付けるとともに、荷台前端位置を検出するエリアセンサと荷台高さを検出する高さセンサを設け、トラックを停止させる位置の上方にＣＣＤカメラなどのカメラを荷台の４隅と中間部に対応して６台設置したので、ゼブラパターンによってＣＣＤカメラで撮影した画像上での荷台の端が明確になるとともに、この画像データと荷台の前端位置の情報および荷台高さの情報から荷台の位置を正確に求めることができる。
【００６２】
また、この発明の請求項２記載のトラックの荷台位置検出方法によれば、トラックを停止させる位置の床面に上から見たときに荷台の端縁と交差するように白と黒が交互になったゼブラパターンを取付けるとともに、荷台前端位置を検出するエリアセンサと荷台高さを検出するエリアセンサを設け、トラックを停止させる位置の上方にＣＣＤカメラなどのカメラを荷台の４隅と中間部に対応して６台設置するようにしたので、ゼブラパターンとともに荷台をＣＣＤカメラで撮影して画像上での荷台の端を明確にでき、この画像データと荷台の前端位置の情報および荷台高さの情報とから荷台の位置を正確に求めることができる。
【００６３】
これら発明によりコンテナの入出庫の自動化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明のトラックの荷台位置検出装置の一実施の形態にかかり、荷台上コンテナの位置検出装置とともに示す概略構成図である。
【図２】  この発明のトラックの荷台位置検出装置の一実施の形態にかかり、荷台の位置、コンテナマーカーの位置とカメラの視野との関係を示す平面図である。
【図３】  この発明のトラックの荷台位置検出方法の一実施の形態にかかるフローチャートである。
【図４】  荷台上コンテナの位置検出方法のフローチャートである。
【符号の説明】
１０ トラックの荷台位置検出装置
１１ ゼブラパターン
１２ 天井枠
１３ カメラ（ＣＣＤカメラ）
１４ 荷台後端位置検出用のセンサ
１４ａ 荷台前端位置検出用のエリアセンサ（センサ）
１５ 高さ計測用エリアセンサ（センサ）
１７ 演算処理装置
Ａ 移載台
Ｂ 荷台
Ｃ コンテナ
Ｓ 停止位置
Ｔ トラック
【図１】
0003915941.tif 000002
【図２】
0003915941.tif 000003
【図３】
0003915941.tif 000004
【図４】
0003915941.tif 000005