(57)【要約】【課題】物品倉庫や製造現場において、物品を格納しておくための物品棚から物品を必要分だけ取り出したり収容を行ったりする作業を、初めての作業員でも間違いなく確実に行わせる作業装置の実現が課題である。【解決手段】本発明に係る作業用投影装置では、物品棚に棚番号と棚基準位置を示す光学的識別子を付加し、物品棚全体を俯瞰する撮映装置と投影機を隣接して設置し、該撮映装置からの情報を信号処理し、該投影機を制御し、作業員に見やすいよう物品棚に物品取り出し或いは物品収容情報を投影する。【選択図】図１
2017114677.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物品を収容するための物品収容棚の全体を俯瞰する視界を有する撮映装置と、
前記撮映装置と視界を共有する投影機と、
前記撮映装置からの映像情報に基づき作業用物品情報の取得を含む情報処理を行うための情報処理装置とを備える作業用投影装置であって、
前記投影機が前記物品収容棚に前記作業用物品情報を投影することができるように制御されることを特徴とする作業用投影装置。
【請求項２】
請求項１に記載の作業用投影装置において、前記物品収容棚に光学的識別子が付されることを特徴とする作業用投影装置。
【請求項３】
前記光学的識別子として再帰反射材が用いられることを特徴とする請求項２記載の作業用投影装置。
【請求項４】
前記光学的識別子への投影光の投影パターンが変化され、前記撮影装置により前記光学的識別子が観測され、前記投影機の前期物品棚位置での投影位置座標が検出されることを特徴とする請求項２もしくは３記載の作業用投影装置。
【請求項５】
前記投影機の前期物品収容棚位置での投影位置座標と前記撮影装置の前期物品収容棚位置での画像位置座標とにより相互位置座標変換が行われることを特徴とする請求項１乃至４のうちいずれか１項記載の作業用投影装置。
【請求項６】
前記投影機により投影される前記作業用物品情報には記号、文字、図形、画像のうち１以上が含まれることを特徴とする請求項１乃至５のうちいずれか１項記載の作業用投影装置。
【請求項７】
前記投影機により投影される前記作業用物品情報が間欠投影されることを特徴とする請求項１乃至６のうちいずれか１項記載の作業用投影装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、複数の物品を収容する作業棚等の物品格納棚に、撮影装置及び投影機を備えた投影装置により格納物品に関する情報を投影するための作業用投影装置に関する。
【背景技術】
【０００２】  従来、物品倉庫や製造現場においては、物品を格納しておくための物品棚が置かれている。これらの物品棚から物品を必要分だけ取り出したり収容を行ったりするという、取り出し或いは収納作業が行われる。【０００３】  物品棚からの物品取り出しを例にとれば、先ず作業員に必要な物品の棚の物品格納位置を見つけさせ、どのような物品を何個取り出すかを指示しなければならない。通常は、物品棚の格納番号、取り出し対象の物品の画像や概略図、取り出し個数を記した作業手順書を見ながら作業を進めるため、物品倉庫のような多品種の物品を取り扱う場所においては作業に大変時間がかかるうえ、作業者による手作業が介在するため、簡単な作業ではあるものの単純継続作業であることから、選択間違いも発生し易い。【０００４】  近年では、上記のような間違いを防止するための様々な技術が開発されており、下記に挙げるような参考文献によっても各種技術思想の提案がなされている。【０００５】  例えば、特許文献１では、物品棚開口の周囲を囲うように蛍光管を設置して点灯させることにより、物品棚の位置を作業者が間違えることが無いようにした技術思想が開示されている。上記商品は全てバーコード等で出荷先が設定されており、情報管理装置によって管理されているため、その商品の出荷先の容器開口の蛍光管だけを点灯させることができ作業者はそのライトに従って商品を取り出し或いは収容すればよい。また開口の前面には数量表示なども点灯しているため、取り出し収容する物品の数もその数量表示に従えばよい。【０００６】  しかしこのようなシステムの場合、全ての物品棚位置に点灯するライト及び取り出し数を表示する設備の設置を必要とするため、莫大な設備投資が必要な上、物品棚位置を容易に変更することが難しい。【０００７】  上記の物品棚への設備を少なくする例として、特許文献２では、作業すべき物品棚位置に物品取り出し或いは格納に関する情報を投影機より投影する３つの技術思想が開示されている。当該文献の第１及び第２実施形態では物品棚に固定された投影機から物品棚前面の物品収容位置のスクリーンに物品取り出し情報が投影されている。このため、棚位置ごとの設備は必要なく、投影機は物品棚に固定されているため投影位置がずれることはないが、物品棚毎に投影機を設置しなければならない。これらの投影機は作業をコントロールする制御用コンピュータに制御されるため、物品棚毎に電源、制御線等の設置が必要となる。【０００８】  当該文献の第３の実施形態では、複数の物品棚の前面をカメラ及び投影機制御コンピュータを搭載した搬送機をレール移動させることにより、各物品棚へ特別な設備設置を必要としない。しかし、カメラからの画像位置と投影機による映像位置とを合わせるため物品棚の正面に正しく搬送機を設定する必要があり、そのためには物品棚の前面のレールと物品棚との位置は一定にし、且つ正対しておかねばならない。【０００９】  実際の運用の場合には、物品棚位置がずれたり、カメラと投影機との視界がずれたりする場合があり、運用の都度、カメラ視界座標と投影機投映座標とを合致させる必要がある。また、物品棚の物品位置が棚毎に異なったり、棚全体の大きさが異なったりする場合は��物品棚の識別設定が必要となる。【００１０】  また、物品棚に付した位置合わせマークをカメラで認識しているが、作業場の照明環境やマークの汚れなどにより認識することが困難な場合も想定され、そのような場合には正しい位置に物品情報を投影することができなくなってしまう。【００１１】  更に、投影機は物品棚に正対しているため、作業員が物品を取り出し或いは収容するために物品棚の前に立つと、肝心の投影機からの投影画像が作業員に遮られてしまう。一方、作業員に遮られないよう物品棚の斜めから投影機で投影する場合は、投影機から物品棚までの投影距離が異なり、物品棚の全ての位置に同じ大きさの投影画像を投影することが困難となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２０１２−２４０７６５号公報
【特許文献２】特開２０１４−２８６９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】  本願発明は、上述のような問題点を解決するために企図されたものであり、物品倉庫や製造現場において、物品を格納しておく物品棚への取り出し或いは格納作業のスピードアップを図ると共に作業者の間違いを極力最小限にすることを可能にする作業用投影装置を提供することを課題とする。【００１４】  物品棚を見るだけで、初めての作業者でもわかり易いようにし、莫大な設備投資を必要とするような物品棚への設備設置が不要な作業用投影装置を提供することも本願の別の課題である。また、物品棚に物品情報を投影する場合は撮影装置と投影機の複雑な位置合わせを自動的に行うことができる作業用投影装置を提供することも本願の更に別の課題である。
【課題を解決するための手段】
【００１５】  上記のような各課題を解決するために、本発明に係る作業用投影装置においては、物品を収容するための物品棚の全体を俯瞰する撮映装置と、該撮映装置と視界を共有する投影機とを備え、該物品収容棚に作業用物品情報が投影される構成とする。【００１６】  上記の態様においては、物品棚に棚種別と棚基準位置を表す光学的識別子が付されるようにしてもよい。【００１７】  上記の態様においては、上記光学的識別子として再帰反射材が用いられるようにしてもよい。【００１８】  上記の態様においては、光学的識別子への投影光の投影パターンが変化し、撮映装置により光学識別子が観測され、投影機の物品棚での投影座標位置が検出されるようにしてもよい。【００１９】  上記の態様においては、投影機の物品棚位置での投影座標と撮影装置の物品棚位置での画像位置座標とにより座標変換が行われるようにしてもよい。【００２０】  上記の態様においては、投影機により投影される作業用物品情報に記号、文字、図形、画像のうち１以上が含まれるようにしてもよい。【００２１】  上記の態様においては、投影機により投影される作業用物品情報が間欠投影されるようにしてもよい。
【発明の効果】
【００２２】  本発明に係る作業用投影装置によれば、撮映装置と投影機との視界が多少ずれたとしても物品棚に付した光学的識別子（以下「識別子」と省略する。）位置を撮映装置による画像と投影機からの投影パターンとを変化させることにより、撮影装置による画像位置座標と投影機の投影位置座標とを正しく合致させることができ、物品棚の所望位置に収容物品の情報を投影することができる。【００２３】  また、物品棚の位置や形状が変わっても、撮影装置による画像位置座標と投影装置の投影位置座標とを正しく合致させることができるため、より広い作業環境に本発明を応用することができる。【００２４】  更に、光学的識別子に再帰反射材を用いることにより、作業場の照明環境に左右されずに確実に識別子を認識確認することができる。上記識別子は棚種別情報と棚基準位置の情報とを含んでいるため、撮映装置と投影装置とを物品棚正面斜めに配置しても物品棚の正面位置を正しく把握することができ、投影機からの投影画像を台形補正して物品棚のどの位置にも正面から見たのと略同じ画像を投影することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の一実施形態に係る作業用投影装置の概略図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る作業用投影装置の物品棚に付された識別子の一例である。
【図３】本発明の一実施形態に係る作業用投影機の視界説明図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る作業用投影機の投影範囲の座標の求め方の一例を示す説明図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る作業用投影機の投影範囲の座標の求め方の他の例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】  以下、図面を参照して本発明の一実施形態を説明する。なお、以下では本発明の目的を達成するための説明に必要な範囲を模式的に示し、本発明の該当部分の説明に必要な範囲を主に説明することとし、説明を省略する箇所については公知技術によるものとする。
【００２７】  図１は、本発明の一実施形態に係る作業用投影装置の概略図である。図１においては、本発明に係る作業用投影装置を製品や部品等の物品を収容する物品棚１から、物品を取り出したり収容したりする作業に応用した場合を例にとって説明する。
【００２８】  物品棚１の前方、投影機２から投影される投影画像ができるだけ作業員４に遮られない位置に、撮映装置５と投影機２とを隣接して配置する。物品棚１には物品棚の番号のような棚識別情報及び物品棚１の四隅を表すような位置情報を含む識別子６ａ〜６ｄが付されている。また、物品棚１の棚は、図１の如く何段かに分かれており、それぞれいくつかに仕切られている。（図１では、物品棚１の棚が３段をもって構成され、最上段から最下段に向かってそれぞれ３，２，２に仕切られている場合を示している。）
【００２９】  各段の仕切り部７の前には、投影機からの投影情報を表示する板や膜のごときスクリーン３が設けられている。更に図１の例においては物品棚１の上部に別のスクリーン８が設けられている。
【００３０】  もちろん、撮映装置５の視界９には物品棚全体が含まれている。一方、投影機２の投影範囲１０は物品棚１全体を含んでいるが、撮映装置５の視界９と投影機２の投影範囲１０とをぴったり一致させることは困難で、図１に示す如く、両者は、ずれているのが一般的である。
【００３１】  図２は物品棚１に付された識別子６の一例であり、４×４に区分された区域に再帰反射材を付してあり、この識別子６が付された物品棚１の番号及び識別子番号がこの識別子６によって表されている。後述するように、識別子６としては一般的なバーコード等の識別子を用いることもできるが、一般的なバーコード等の識別子を用いる場合、作業環境の照明により撮映装置５による読取が困難な場合が想定される。しかし、再帰反射材を付した識別子６を用いる場合には、投影装置２からの光投影に確実に反射することから、確実に情報を読み取ることができる。
【００３２】  図３は、投影機２からの投影光線が作業員４に遮られないように投影機２及び撮映装置５を図１の如く作業員４の斜め後方に設置した場合の物品棚１の前面における撮映装置５の視界９と投影装置２の投影範囲１０とを示している。物品棚１の撮映装置５による画像は、図３の斜視図の如くである。上記画像を基にして、作業員４に見やすいよう物品棚１に必要情報を投影する手順を以下に順を追って説明する。
【００３３】  まず、投影機２から投影範囲１０に光を投影すると、物品棚１の四隅に付された再帰反射材で構成される識別子６から、投影機２に隣接設置された撮映装置５に他部分の反射より強い反射光が入射し、容易に識別することができる。この反射光の図２のごときパターンを信号処理・制御装置１１にて解析処理し、物品棚１の種別を検出し、信号処理・制御装置１１にメモリーされた物品棚１の種別情報と照合し、物品棚の全体寸法、棚の段数、仕切り部７のスクリーン３の位置等の棚構成情報を得ることができる。
【００３４】  次に、仕切り部７のスクリーン３の位置に作業に必要な情報を投影機２から投影するわけであるが、
（１）撮映装置５で得られた画像からの位置情報を投影機２の投影位置情報に変換すること、即ち撮映装置５で得られた画像の座標を投影装置２の投影範囲の座標に変換することと、
（２）仕切り部７のスクリーン３あるいは物品棚１の上部に設置されたスクリーン８には作業員４が正面から見やすい画像を投影すること
の必要がある。
【００３５】  （１）の変換方法としては、撮映装置５で得られた画像中の４つの識別子６の垂直・水平位置座標情報を、通常の画像解析方法により求める。説明を容易にするために、図４の識別子６ａの座標に着目する。
【００３６】  次に、投影機２の投影範囲の座標の求め方の一例を図４で説明する。投影機２から図４の如く垂直輝線４１を投影範囲の端部から水平に走査投影する。この垂直輝線４１が識別子６ａに合致したときに、強い反射光が撮映装置５で確認できる。このときの垂直輝線４１の座標が識別子６ａの投影機２の水平座標とするものである。同様に水平輝線４２を垂直に走査投影させて識別子６ａに合致した位置が投影機２の垂直座標となる。同様にして４つの識別子の投影座標が求められる。
【００３７】  上記では、投影機２の投影座標検出について、水平、垂直輝線を走査投影させ、識別子６と合致した位置を検出する方法を説明したが、識別子６の確認をより確実にするために色フィルタを付した再帰反射材２１を用いたり、撮映装置５のスレショルドレベルを上げて再帰反射材２１からの反射のみを確実に検出したりすることもできる。
【００３８】  以上で求めた識別子６の撮映装置５により求めた座標と、投影機２の投影パターンから求めた座標とを比較することにより両座標の座標変換が可能となる。即ち、撮映装置５から求めた座標位置を投影機２の投影座標に変換して、撮映装置５の任意の位置に画像情報を投影することができる。
【００３９】  取り出し作業を例にとれば、投影画像情報として、取り出し物品棚の前面スクリーン３に取り出し物品の番号、取り出し個数、取り出し物品の実際画像等を表示し、作業員４への作業指示を行う。また、より分り易くするために物品棚上部の別スクリーン８にも投影することができる。上記投影画像の投影を間欠的に行えば、作業員４の注意をより強くひきつけ作業効率のアップに繋げることができる。
【００４０】  上記の、水平、垂直輝線の走査方法に替えて、図５に示す如く照明範囲５１を投影範囲の１／２、１／４、１／８・・・となるよう、投影パターンを順次変えて識別子の検出あるいは消失位置を求める、いわゆるバイナリ法を用いて投影位置座標を求めることもできる。
【００４１】  上記バイナリ法では水平位置検出の例を上げたが、同様に垂直位置検出にも適用できるのはもちろんである。この場合に、図５（Ｃ）のパターン図の如く、水平、垂直の投影範囲を１／２、１／４、１／８・・・と変化させ、水平、垂直位置を同時に検出することも可能であり、更には、バイナリ法と輝線走査方法とを組み合せた水平、垂直位置検出方法も考えられ、これらは全て本発明の技術思想に含まれるものである。
【００４２】  一方、作業員に遮られないよう、図３の如く投影機２及び撮映装置５を物品棚１の正面正対以外の斜め位置に設置した場合は、撮映装置５の画像は水平、垂直の台形ひずみを受けた状態となる。しかし、上記の如く、撮映装置５の画像からの識別子位置情報と識別子の棚番号による物品棚の識別子位置情報とを比較し、投影機２の投影情報を水平台形補正及び垂直台形補正することにより、作業員４から見て物品棚１の正面から投影されたように見える情報を投影することができる。なお、水平、垂直台形補正については、現在、プロジェクタで一般的に行われている技術なので、詳述は省略する。
【産業上の利用可能性】
【００４３】  本発明によれば、外形寸法の異なる物品棚でも該物品棚に付加された識別子位置を投影機からの投影パターン変化によって認識し、撮映装置による画像位置座標と投影機からの投影位置座標とを相互変換できるため、外形寸法の異なる物品棚が混在する大型倉庫の物品管理の作業効率を格段にアップさせることができる。【００４４】  また、投影機と撮映装置を物品棚正面の定位置に配置しなくとも、作業員には正面位置から投影したように情報表示ができるため更に作業効率の向上が図れる。【００４５】  更に、上記の如く、撮影画像位置座標と投影位置座標とを相互変換できるため、物品棚位置や投影機及び撮映装置の位置を任意に設定することができ、設定時の若干のずれも上記座標変換によって補正することができる。このため大型倉庫のレイアウトの自由度が向上する。【００４６】  もちろん、本発明は上記説明例に挙げた倉庫管理の様な物流産業ばかりでなく、広い応用が考えられる。例えば、最近のＤＩＹ店舗や大型スーパーマーケットの様な多数の物品棚のある店舗に応用することができる。即ち、顧客が膨大な物品棚から希望の商品を探す場合、上記説明の信号処理・制御装置に希望の商品番号との識別コードを無線或いは有線にて入力してやれば、探している商品の商品棚が投影機によって照明され、一目瞭然で希望商品を探し出すことができる。このように、本発明は物流産業、製造業、サービス業、一般販売業等の各種産業に対して広く応用・利用ができる。
【符号の説明】
【００４７】１…物品棚、２…投影機、３…スクリーン、４…作業員、５…撮映装置、６…識別子、７…仕切、８…スクリーン、９…視界、１０…投影範囲、１１…信号処理・制御装置、２１…再帰反射材、４１，４２…輝線、５１…照明範囲
【図１】
2017114677.tif 000003
【図２】
2017114677.tif 000004
【図３】
2017114677.tif 000005
【図４】
2017114677.tif 000006
【図５】
2017114677.tif 000007