(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
搬送面上の商品を搬送方向の上流から下流に向かって搬送し、前記搬送面を含む所定の撮像領域の商品を撮像装置で撮像し、該撮像した撮像情報に基づいて商品に関する認識を行って、該認識に基づいて商品に所定の処理を施す商品処理装置において、
前記撮像領域の上方に前記撮像装置が配置され、
前記撮像領域の搬送方向の上流側が開放され、
前記撮像領域に斜め上方の下流側から検出光を照射する照明装置が、前記撮像領域よりも前記搬送方向の下流の上方に設けられ、
前記撮像領域における機器の表面に光の反射率が小さい材料を用い、
前記反射率の小さい材料と前記商品の反射光量の差に基づいて前記商品のエッジを検出する画像処理手段を設けて、これにより、背景と商品との識別を容易にしたことを特徴とする商品処理装置。
【請求項２】
搬送面上の商品を入り口側から奥側のリフタに向かって搬入し、前記リフタ上に搬入された前記商品を上方の包装ステーションに押し上げ、該包装ステーションに張設されたフィルムの下面に前記商品を押し付け、該フィルムで前記商品を包装する包装機構を備えた商品処理装置において、
前記搬送面の上方に設けられ、所定の撮像領域を撮像する撮像装置と、
前記撮像領域の上方の奥側に設けられ、前記撮像領域内の商品に斜め上方の奥側から入口側に向かって検出光を照射する照明装置とを備え、
前記撮像領域の前記入口側が開放され、
前記撮像領域における機器の表面に光の反射率が小さい材料を用い、
前記反射率の小さい材料と前記商品の反射光量の差に基づいて前記商品のエッジを検出する画像処理手段を設けて、これにより、背景と商品との識別を容易にしたことを特徴とする商品処理装置。
【請求項３】
請求項１もしくは２において、
前記撮像領域における機器のフレームを構成するステンレス板の表面を、該ステンレス板よりも反射率が小さく、かつ、前記ステンレス板よりも表面が粗い材料で被覆したことを特徴とする商品処理装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項において、
前記照明装置が前記検出光として主に赤外線を出射する商品処理装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項において、
前記搬送面は、樹脂の表面にシボ加工が施された粗面で形成されている商品処理装置。
【請求項６】
請求項２において、
包装済の商品を排出する排出コンベヤが前記搬送面の奥側の上方に設けられている商品処理装置。
【請求項７】
請求項６において、
前記排出コンベヤの下部に前記照明装置および撮像装置が設けられている商品処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は包装、値付および風袋引などの商品の処理を行う商品処理装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
スーパーマーケットの食品等は、トレーの上に載せられた状態で、トレーごとフィルムで包装されており、食品の正味重量や価格を表示したラベルが前記フィルムに貼付されている。かかる包装や値付は、包装値付装置によりなされるが、トレーのサイズによって、フィルムのカット長さなどを変える必要がある。ここで、トレーの寸法を包装の度ごとに入力するのは面倒なので、トレーのサイズを包装前に検出して測定している。かかる検出方法の１つとして、トレーを搬送するコンベヤの上方にテレビカメラを設けて、トレーを上方から撮像し、画像処理によってトレーの寸法を求めることがなされている（たとえば、特開平７−２５７５２４号公報参照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来は、トレーを搬送するコンベヤのフレームや搬送面などの表面から光がテレビカメラに入射するので、かかる背景からの光の光量が大きいと、背景に対して白いトレーの識別が難しくなって、トレーのエッジを精度良く検出することができない。すなわち、かかる包装値付装置は、食品を扱う関係上、コンベヤのフレームにステンレス板を用いたりしているので、背景からの反射光の光量が大きく、そのため、背景と白いトレーとの識別が困難となって、これが検出精度を低下させる原因となる。このように、トレーのエッジの検出精度が低下すると、トレーの寸法に基づいて算出されるフィルム長などが不適切になるので、商品処理の精度が低下する。
【０００４】
また、包装値付装置においては、オペレータがトレーをコンベヤ上に載置する関係上、コンベヤの表面が人の影や機物の影になり易い。こうした影になった領域は暗くなるので、反射光の光量も小さくなるから、明暗の境界がエッジとして認識されるおそれがあり、したがって、検出精度が低下して商品処理の精度が低下する原因となる。
【０００５】
したがって、本発明の目的は、撮像情報に基づいて商品の認識を行う商品処理装置において、背景と商品との識別を容易にすることで商品処理の精度を向上させることである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明は、搬送面上の商品を搬送方向の上流から下流に向かって搬送し、前記搬送面を含む所定の撮像領域の商品を撮像装置で撮像し、該撮像した撮像情報に基づいて商品に関する認識を行って、該認識に基づいて商品に所定の処理を施す商品処理装置において、前記撮像領域の上方に前記撮像装置が配置され、前記撮像領域の搬送方向の上流側が開放され、前記撮像領域に斜め上方の下流側から検出光を照射する照明装置が、前記撮像領域よりも前記搬送方向の下流の上方に設けられ、前記撮像領域における機器の表面に光の反射率が小さい材料を用い、前記反射率の小さい材料と前記商品の反射光量の差に基づいて前記商品のエッジを検出する画像処理手段を設けて、これにより、背景と商品との識別を容易にしたことを特徴とする。
【０００７】
本発明において、「商品」とは、食品などの内容物をトレーに載せたものの他に、キャベツなどのように食品自体でストレッチ包装可能なものでは食品自体の場合もある。
また、「商品に関する認識」とは、商品の寸法の検出の他、撮像された対称物が商品であるか否かの認識なども含まれる。
また、「商品に所定の処理を施す」とは、商品（トレー）の寸法から包装用のフィルムの幅や長さを求めてフィルムロールを選択すると共に、当該フィルムのカット長さを求めて、該フィルムにより商品を包装したり、あるいは、トレーの寸法からトレーの風袋重量を求めて風袋引きを行って商品の正味重量を求め、該正味重量を印字したラベルを貼付したり、あるいは、商品（トレー）の寸法からラベルの貼付位置を求めて、該貼付位置にラベルを貼付するなどの処理をいう。
【０００８】
本第１発明によれば、撮像領域における機器の表面に光の反射率が小さい材料を用いたので、商品（トレー）と機器（背景）とのコントラストが大きくなって、商品（トレー）のエッジの検出精度が向上する。
【００１０】
本発明において、屋内の照明に含まれている割合の小さい赤外線または紫外線を撮像領域に照射すれば、該撮像領域に人影などができても、前記赤外線または紫外線を検出光とすることにより、検出光の光量自体が小さくなったり、局所的に光量が小さくなるおそれはない。
【００１１】
なお、本発明において、「主に赤外線または紫外線」とは、赤外線または紫外線の他に可視光線を含むものであってもよいことを意味する。
また、赤外線や紫外線のように可視光線に含まれない波長の光の他に、赤外線や紫外線に近い波長光、つまり、可視光線の波長領域における長波長側または短波長側の狭い範囲の波長を検出光としてもよい。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第１実施形態を図１ないし図６にしたがって説明する。
図１および図２は商品処理装置の一例である計量包装値付装置を示す。まず、該装置の計量・包装の機構について説明する。
【００１３】
図２において、１００は計量コンベヤ、２００は包装装置である。
前記計量コンベヤ１００は、内容物（食品）Ｍの風袋込みの重量を計量するロードセルのような重量検出器１０１と、重量検出器１０１の上部に支持された一対のプーリ１０２，１０２間に掛け渡された複数の駆動ベルト１０３を有している。これらの各駆動ベルト１０３には、トレーＴの端部を押して包装装置２００側にトレーＴを送り込む爪状の突起１０４が固定されている。したがって、載置された商品（トレーＴおよび内容物Ｍを含む）は、重量が計量された後、搬送面１０５上を滑りながらトレーＴごとリフタ２０１のポスト２１０上に送り込まれる。
【００１４】
該リフタ２０１のポスト２１０は、包装ステーションＳの直下に配置されていると共に、昇降手段２０８により昇降自在とされている。このリフタ２０１は、計量コンベヤ１００から商品が供給されると、ポスト２１０が上昇して商品を包装ステーションＳまで持ち上げる。
【００１５】
一方、包装動作に先立ち、前記包装ステーションＳには、所定のフィルム長さに切断された張設状態のフィルムＦが移送機構２０２，２０２によって供給されている。このフィルムＦは、商品が押し上げられると、商品の上面に密着する。この状態で、フィルム折込み機構２０３は、図３の一対の左右折込板２０４，２０４と、後折込板２０５と、丸棒状の前折込部材２０６と、プッシャー２０７（図２）によって、フィルムＦの前後左右の各側縁部を、トレーＴの底面側に折り込んで商品を包装すると共に、包装済の商品を図２の排出コンベヤ２０９上に排出する。
【００１６】
図１において、本体フレーム２０内には、幅Ｆ２（図３）が互いに異なる複数本のフィルムロールＦｒが収納されており、何れか１本のフィルムロールＦｒを選択して包装ステーションＳにフィルムＦを巻き出せるようになっている。包装ステーションＳの上方には、ラベル貼付機１３が配設されている。該ラベル貼付機１３は、ラベルプリンタ１２から発行されたラベルを、図２の包装ステーションＳにおいてフィルムＦの表面に貼付する。図１の前記ラベルプリンタ１２およびラベル貼付機１３は、上方の支持フレーム２１によって移動自在に支持されていると共に、図２の貼付ヘッド１３ａが鉛直軸線のまわりに旋回自在に支持されており、ラベルＬの貼付位置やラベルＬの貼付姿勢を選択することができるようになっている。
【００１７】
図２において、計量コンベヤ１００の上方には、照明装置１およびＣＣＤカメラ（撮像装置）２が、排出コンベヤ２０９の下部に設けられている。前記照明装置１は、たとえば、主に赤外線（検出光）を撮像領域Ａ（図４および図５参照）よりも若干広い範囲に出射する。前記ＣＣＤカメラ２の下方には、ＣＣＤカメラ２に向かう赤外線以外の光を吸収するフィルタ（ローパスフィルタ）２ｆが設けられており、ＣＣＤカメラ２は撮像領域Ａからの赤外線を検出することで、図５（ａ）のようにトレーＴを撮像して、該撮像した撮像情報を図４のマイコン（マイクロコンピュータ）３に出力する。なお、前記ＣＣＤカメラ２およびマイコン３は、トレーの寸法を検出（測定）する寸法検出手段を構成している。
【００１８】
図４において、マイコン３には、図示しないインターフェイスを介して、前述のＣＣＤカメラ２の他に、計量手段１０６、タッチスクリーン（入力操作部）１０、ストロークキー部（入力操作部）１１、ラベルプリンタ１２および計量包装値付制御器１４などが接続されている。前記マイコン３は、ＣＰＵ４およびメモリ５を備えている。前記ＣＰＵ４は、画像処理手段４０、処理内容決定手段４１およびトレー特定手段４２を備えている。一方、メモリ５は、商品情報記憶部５０およびトレー情報記憶部５１を備えている。
【００１９】
前記商品情報記憶部５０には、図６（ａ）の商品の呼出No. に対応して、商品ごとに品名および単価などの他に、使用する予定の１個または複数のトレーNo. が記憶されている。なお、品名および単価の情報はラベルの印字情報として用いられる。
【００２０】
一方、図６（ｂ）の前記トレー情報記憶部５１には、トレーごとに、トレーの幅（長辺寸法）Ｗおよび奥行（矩辺寸法）Ｄ（図３参照）からなるトレーのサイズが記憶されている。このトレー情報記憶部５１に記憶されたトレーサイズに基づいて、後述するようにトレーが特定される。
なお、前記商品情報記憶部５０およびトレー情報記憶部５１の情報は、図１のタッチスクリーン１０およびストロークキー部１１から入力して設定登録される。
【００２１】
図４の前記画像処理手段４０は、ＣＣＤカメラ２から入力された撮像情報から、以下に説明する手法によって、トレーＴの見かけ上の平面的なエッジの位置を検出し、更に、該エッジの位置から、トレーＴの見かけの大きさを算出する。
図５（ａ）のＣＣＤカメラ２の撮像領域Ａには、縦横に第１および第２の基準線Ｃ１，Ｃ２が設定されており、前記画像処理手段４０は、図５（ｂ）のように、所定の閾値Ｓｈを基準として、赤外線の光量を２値化し、周知の方法でトレーのエッジＴｅを検出する。更に、前記画像処理手段４０は、前記両基準線Ｃ１，Ｃ２上における撮像領域Ａの端ＯN と前記エッジＴｅとの間の距離に基づいて、トレーＴの見かけの大きさを算出する。たとえば、トレーＴの見かけ上の幅Ｗａは、下記の(1) 式により算出される。
Ｗａ＝Ｗｏ−（Ｗ1 ＋Ｗ2 ）            …(1)
【００２２】
図４の前記トレー特定手段４２は、前記検出および演算によって得たトレーＴの大きさ（測定値）Ｗ，Ｄと、図６（ｂ）のトレー情報記憶部５１に記憶されたトレーの設定登録値とを比較して、たとえば、以下の手順で、トレーNo.(トレーの種類）を特定する。
まず、トレー特定手段４２は、ストロークキー部１１から入力された商品の呼出No. に対応するトレーNo. を読み出し、読み出した各トレーNo. のトレーの幅Ｗおよび奥行Ｄについて、各々、測定値と設定登録値とを比較し、幅Ｗについての差の絶対値ΔＷと、奥行Ｄについての差の絶対値ΔＤを求める。つづいて、トレー特定手段４２は前記絶対値ΔＷ＋ΔＤの和が最も小さいトレーを選択してトレーを特定する。
【００２３】
処理内容決定手段４１は、トレーが特定されると、所定のテーブルを検索したりあるいは演算式に基づいた計算を行うことで、商品の処理内容を決定する。該処理内容としては、風袋引きをするためのトレー重量、トレーの奥行寸法により定まるフィルムNo.(フィルムの幅）、トレーの幅により定まるフィルム長（カット長さ）、トレーの平面的な寸法により定まるラベルの貼付位置および貼付姿勢がある。
【００２４】
つぎに、本発明の要部について図７を用いて説明する。
図７（ａ）の照明装置１は、図７（ｂ）に示すように、たとえば赤外線を出射する多数のＬＥＤ（発光ダイオード）１ａと、該ＬＥＤ１ａの前方に配設された拡散部材（拡散板）１ｂとを備えている。該拡散部材１ｂは、たとえば、すりガラスや表面に滑らかな凹凸を有する透明ないし半透明の部材からなり、ＬＥＤ１ａからの赤外線を透過させると共に拡散させるもので、これによって照明装置１は図７（ａ）の撮像領域Ａよりも広い領域に赤外線を照射する。なお、各ＬＥＤ１ａ（図７（ｂ））から出射される赤外線の方向は、互いに異ならせてもよい。
【００２５】
前記撮像領域Ａにおける搬送面１０５は、光の反射率が小さい樹脂製の部材１０６で形成されており、たとえば黒色、濁色または灰色などの樹脂で形成されている。また、前記搬送面１０５は、赤外線を拡散反射させるような粗面としておくのが好ましく、たとえば、樹脂の表面にシボ加工を施したような粗面とするのが好ましい。一方、計量コンベヤ１００のフレーム１０８は、ステンレス板で形成されており、該フレーム１０８における撮像領域Ａの部分の表面には、たとえば艶消し黒色のテープ（低反射材）１０９が貼付されている。また、前記搬送面１０５を構成する樹脂製の部材１０６を計量コンベヤ１００に固定するビス１０７は、酸化被膜処理がなされており、これにより、小さな反射率で、かつ、拡散反射するように設定されている。なお、反射率を小さくする方法としては、これらの方法の他に、ステンレス板の表面を艶消しの塗装（ステンレス板よりも反射率が小さく、かつ、ステンレス板よりも表面が粗い材料の一例）で被覆してもよい。
【００２６】
このように、本装置では、撮像領域Ａにおける計量コンベヤ１００のフレーム１０８、搬送面１０５およびビス１０７の表面に光の反射率が小さい材料を用いたので、トレーＴと背景とのコントラストが大きくなる。したがって、トレーＴのエッジＴｅの検出精度が向上するから、トレーＴの大きさを正確に認識し得る。その結果、トレーを正確に特定することができるから、たとえば適切なフィルム幅やフィルム長を求めることができるので、仕上がりの良い包装状態を得ることができる。また、トレーごとに異なる風袋重量やラベルの貼付位置を正確に求め得るので、風袋引きの精度やラベル貼付位置の精度を向上させることができる。
【００２７】
また、照明装置１によって可視光線とは異なる赤外線を撮像領域Ａに照射し、フィルタ２ｆにより可視光線をカットするので、ＣＣＤカメラ２には赤外線のみが入射するから、オペレータが機器の前方に立って撮像領域Ａに影ができても、局所的に光量が小さくなったり、あるいは、撮像領域Ａ全体の光量が小さくなるおそれはない。したがって、やはりトレーＴの大きさを正確に認識し得る。
【００２８】
ところで、本発明において、照明装置１から出射する検出光としては、赤外線の他に紫外線を用いることもできるが、ＬＥＤ１ａを用いた場合、赤外線が最も大きな光量を得ることができる。また、白いトレーを検出する場合の検出光としては、可視光線の波長領域における長波長側の所定の狭い範囲の波長（たとえば 700〜750nm)の光を用いたり、あるいは、可視光線の波長領域における短波長側の所定の狭い範囲の波長（たとえば 400〜450nm)の光を用いてもよい。なお、この場合、フィルタ２ｆは前記検出光を透過させるハイパスフィルタまたはローパスフィルタを用いる。
【００２９】
また、照明装置１の光源としてはＬＥＤ１ａの他に赤外線ランプなどを用いることもできる。しかし、ＬＥＤは寿命が長い上、損壊時にガラスが飛び散るおそれもなく、また、指向性が強いので、効率良く照射し得るだけでなく、スーパーのバックヤードの室温が上昇したりするのを抑制し得る。
【００３０】
ところで、前記実施形態では、商品を撮像した１つの画像を２値化してエッジを検出したが、本発明では、予め背景の画像のみを記憶する第１フレームメモリと、包装時に商品を撮像して記憶する第２フレームメモリとを設け、両フレームメモリを比較して商品のエッジを検出してもよい。また、前記実施形態では、説明を簡略化するために、図５（ａ）の基準線Ｃ１，Ｃ２を縦横に１本ずつとしたが、本発明では前記各基準線Ｃ１，Ｃ２を複数本設けてもよい。
【００３１】
ところで、前記実施形態では、図１の計量コンベヤ１００およびラベル貼付機１３を設けたが、本発明は計量コンベヤ１００およびラベル貼付機１３を有していない包装装置にも適用できる。また、前記実施形態では計量した後にストレッチ包装を行ったが、図８（ａ）のように、ストレッチ包装後に計量する場合もある。たとえば、図８（ｂ）のように、計量コンベヤ１００の上流に搬入コンベヤ１１０を設け、計量コンベヤ１００の下流のコンベヤ１２０上にラベル貼付機１３を設けた計量値付装置についても本発明を適用し得る。また、カメラ２を赤外線カメラとしてフィルタをカメラ２内に内蔵してもよい。
【００３２】
【発明の効果】
以上説明したように、本第１発明によれば、撮像装置の撮像領域における機器の表面に光の反射率が小さい材料を用いたので、商品と背景とのコントラストが大きくなるから、商品のエッジの検出精度が向上して、商品の寸法等の認識が正確になる。特に、ステンレス板製のフレームは正反射するので、該フレームをステンレス板よりも反射率が小さく、かつ、表面が粗い材料で被覆することにより、商品のエッジの検出精度が向上する。
このように、本発明は商品のエッジを精度良く検出できるから、商品の寸法を正確に求めたり、トレーを正確に特定することができ、その結果、包装、風袋引き又はラベル貼付位置などの商品処理の精度を向上させることができる。
【００３３】
また、可視光線以外の波長の検出光を撮像領域に照射すれば、撮像領域に可視光の影が生じても、可視光をフィルタでカットすることにより、前記影の影響を無くして、商品のエッジを精度良く検出することができ、その結果、商品処理の精度が向上する。
特に、赤外線はエネルギーが小さいので、搬送面上の食品を劣化させるおそれもない。
なお、白いトレーが検出対象である場合は、可視光の長波長側または短波長側の光を検出光としても、トレーのエッジを精度良く検出することができる。
【００３４】
また、光源としてＬＥＤを用いることにより照明装置の寿命が長くなる上、オペレータが商品を投入する際に誤って照明装置が損傷しても、ランプなどと異なり、破損時にガラス等が飛び散るおそれもない。しかも、ＬＥＤは、検出光の指向性が強くなるので、照明の効率が向上する上、検出光が撮像領域以外の他の領域を照射して食品を劣化させたり、あるいは、室温の上昇による食品の腐敗を抑制し得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態にかかる計量包装値付装置の概略斜視図である。
【図２】同概略の機構を示す断面図である。
【図３】包装方法を示す斜視図である。
【図４】計量包装値付装置の概略構成図である。
【図５】トレーの寸法およびエッジの検出方法を説明するための図である。
【図６】商品およびトレー情報記憶部の記憶内容の一例を示す図表である。
【図７】（ａ）は本発明の要部を示す概略側面図、（ｂ）は照明装置を示す断面図である。
【図８】他の商品処理装置の概略の機構を示す概念図である。
【符号の説明】
１：照明装置
１ａ：ＬＥＤ
１ｂ：拡散部材
２：ＣＣＤカメラ
２ｆ：フィルタ
１０８：フレーム
Ａ：撮像領域
Ｔ：トレー
【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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