(57)【要約】      （修正有）【課題】収納手順の誤りを容易に検知するピッキング台車を提供する。【解決手段】ピッキング台車１０は、区分けされた複数の領域２０のうち物品を収納すべき領域２０が順に指定される台車本体１１と、複数の領域２０を撮影すると共に距離を計測するカメラセンサ１２と、カメラセンサ１２から得られたデータから作業者の手の位置を追跡し、その追跡した手の位置と台車本体１１において指定された領域２０とが対応しているか否かを判定するモニタリングユニット１３と、を備える。モニタリングユニット１３は、作業者が装着する手袋の色を基準に、作業者の手の位置を追跡する。【選択図】図１
2017048053.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
区分けされた複数の領域のうち物品を収納すべき領域が順に指定される台車本体と、
前記複数の領域を撮影すると共に距離を計測するカメラセンサと、
前記カメラセンサから得られたデータから作業者の手の位置を追跡し、その追跡した手の位置と前記台車本体において指定された領域とが対応しているか否かを判定するモニタリングユニットと、
を備える、ピッキング台車。
【請求項２】
前記モニタリングユニットは、作業者が装着する手袋の色を基準に、作業者の手の位置を追跡する、請求項１に記載のピッキング台車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ピッキング作業において使用されるピッキング台車に関する。
【背景技術】
【０００２】
商品、製品などをピッキングすることは、流通分野、生産分野など各種分野で行われている。ピッキングとは、流通分野では倉庫、流通センタ、配送センタにおいて、注文品に関する情報に基いて注文品をピックアップすることであり、生産分野では工場において、材料や部品から必要な物を採取して配付することである。
【０００３】
特許文献１では、台車にスピーカーと液晶画面と音声入出力制御手段を備え、一つのピッキング指示情報を液晶画面に表示している間に次のピッキング指示情報を音声画像出力してスピーカーから出力することで、ピッキング作業者が、一つのピッキング情報を液晶画面で視覚的に確認しながら必要な物品をピッキングすると共に、スピーカーから出力される次のピッキング指示情報で聴覚的に認識して次の移動先を判断することができるようにしている。
【０００４】
特許文献２では、仕分け間口部での仕分けミスをなくすために、各パケット収納棚を備えたピッキング台車において、各パケット収納棚の各仕分け間口部に光電センサを設けることで、各光電センサによって指定された各仕分け棚に物品を投入したか否かを検知している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−１８９４６８号公報
【特許文献２】特開２００２−３６２７１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１は、ピッキング作業者が誤ってピッキング作業をしないようにしているのに対して、特許文献２では、ピッキング作業者が誤って作業をしていることを検知している点で、特許文献２の技術が優れている。しかしながら、特許文献２では、仕分け間口部の一つ一つに光電センサを設けておく必要があり、パケット収納棚の棚数が多くなると煩雑であり、光電センサの素子の一つ一つからの出力信号を処理しなければならない。
【０００７】
そこで本発明は、棚の数に依らず、収納手順の誤りを容易に検知するピッキング台車を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のコンセプトは以下のとおりである。
［１］区分けされた複数の領域のうち物品を収納すべき領域が順に指定される台車本体と、
前記複数の領域を撮影すると共に距離を計測するカメラセンサと、
前記カメラセンサから得られたデータから作業者の手の位置を追跡し、その追跡した手の位置と前記台車本体において指定された領域とが対応しているか否かを判定するモニタリングユニットと、
を備える、ピッキング台車。
［２］前記モニタリングユニットは、作業者が装着する手袋の色を基準に、作業者の手の位置を追跡する、前記［１］に記載のピッキング台車。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、カメラセンサにより複数の領域を撮影すると共に距離を計測し、モニタリングユニットがカメラセンサから得られたデータから作業者の手の位置を追跡し、その追跡した手の位置と台車本体において指定された領域とが対応しているか否かを判定する。よって、区分けされた複数の領域がピッキング台車によって異なっていても、カメラセンサからの出力をモニタリングユニットで処理して、作業者が物品を誤った領域に納めるか否かを検知することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態に係るピッキング台車の構成図である。
【図２】図１に示すピッキング台車のブロック構成図である。
【図３】ピッキング作業者の手の位置の検出・追跡の処理手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明を実施形態に基づいて詳細に説明するが、本発明の実施形態に係る支援システムは、図面を参照して説明するものに限られることなく、ＩＣＴ（Information Communication Technology）に関する技術進歩や、適用される社会や制度に応じて適宜変更されるものも含まれる。
【００１２】
図１は本発明の実施形態に係るピッキング台車の構成図である。ピッキング台車１０は、台車本体１１と、カメラセンサ１２と、モニタリングユニット１３と、を備えている。台車本体１１は、区分けされた複数の領域のうち物品を収納すべき領域が順に指定されている台車である。カメラセンサ１２は、複数の領域を撮影すると共に距離を計測するセンサである。モニタリングユニット１３は、カメラセンサ１２から得られたデータから作業者の手の位置を追跡し、その追跡した手の位置と前記台車本体において指定された領域とが対応しているか否かを判定する。
【００１３】
台車本体１１は、区分けされた複数の領域のうち物品を収納すべき領域が順に指定されている。例えば、台車本体１１は、図１に示すように、台車本体部１４と収納ボックス１５とからなっている。台車本体部１４は、ステージ１６の左右前後に車輪１７が取り付けられており、ステージ１６には手すり１８が立てて設けられている。
【００１４】
収納ボックス１５はステージ１６上に固定されており、仕切りの壁によって複数の領域２０に区分けされている。例えば、図１に示すように、各領域２０には、収納の順番の番号を示す指示プレート２１が示されており、ピッキング作業者が指示プレート２１の順番に従って物品を順に収納する。
【００１５】
ここで、ピッキング作業での管理対象を説明する。ピッキング作業では、少なくとも次の二つが管理対象となっている。管理対象の一つ目は、収納される物品単位で割り当てられた各領域２０における間口である。管理対象の二つ目は、領域２０へ物品を収納する順序である。
【００１６】
ピッキング台車１０では、次に収納すべき領域に対して、例えば指示プレート２１が示されていることにより、管理下の状態にある。指示プレート２１ではなく、各領域の配置順や、仕切りの壁に付した番号などによっても、管理下の状態を作り出すことができる。
【００１７】
カメラセンサ１２は、収納ボックス１５における複数の領域を撮像し、モニタリングユニット１３は、カメラセンサ１２から入力された信号を処理してピッキング作業をモニターする。
【００１８】
カメラセンサ１２は、収納ボックス１５の複数の領域２０を撮影することができるように複数の領域２０に向けて配置される。例えば、図１に示すように、ステージ１６において収納ボックス１５を挟んで対向する位置に配置される。カメラセンサ１２は、一つでもよいし、ステージ１６の左右それぞれに立てて設けるようにしてもよい。カメラセンサ１２の数はステージ１６の大きさや物品の大きさによって適宜設定される。
【００１９】
図２は、図１に示すピッキング台車１０におけるカメラセンサ及びモニタリングユニットのブロック構成図である。カメラセンサ１２は、カラーセンサ２２と位置距離センサ２３とを備えている。カラーセンサ２２は、例えばＲＧＢカラーカメラであって、通常のビデオカメラに相当し、動画像信号を画像データとして出力する。
【００２０】
位置距離センサ２３は、３Ｄ深度センサ、深度カメラなどの位置計測センサに相当し、画像データの指定したポイントに対する位置計測センサからの位置情報を出力する。３Ｄ深度センサは、対象に光を照射する照射部２４と、対象からの光の反射光を受光する受光部２５と、照射部２４及び受光部２５と接続され、照射、受光及び外部へのデータ出力に関する制御をする制御部２６とを含んで構成されている。照射部２４は、赤外線レーザからの発振した光を単一の照射パターンに変換し、対象物体に照射する。照射パターンとしては、ランダムなドットが散りばめられた四角形などのパターンなどがある。照射パターンは対象物体に当たると歪み、照射部２４からの距離が長くなると歪みは大きく広がる。受光部２５は、照射部２４から異なる距離の複数の照射パターンを複眼で検出する。検出した信号が制御部２６に入力されて統計処理されることにより、対象物体との距離、つまり深度を検出することができる。
【００２１】
位置距離センサ２３は、受光部２５におけるビデオの画像領域を、例えば６４０ドット×４８０ドットに分割し、ドット毎に深度カメラからそのドットに対応した画像までの距離を出力する。ビデオカメラにおける画素としてのドットと位置計測センサのドットの位置関係を対応つけることで、間口を構成する格子点と手に対して、それぞれの座標（ｘｉ，ｙｉ）と深度カメラからの距離が求まる。
【００２２】
本発明の実施形態においては、位置計測の手法はこれに限られることなく、次のような手法でもよい。すなわち、赤外線を発射し、戻ってくるまでの遅延時間から位置計測センサと指定位置との間の距離や位置計測センサを起点とする指定位置の座標を求める方法であってもよい。
【００２３】
モニタリングユニット１３は、例えばステージ１６に載置され、カメラセンサ１２のうちカラーセンサ２２からのデータと、位置距離センサ２３からのデータとの入力を受ける。モニタリングユニット１３は、入力されたデータに基いてピッキング作業者の動きから適切にピッキング作業がなされているか否かを判定する。具体的には、モニタリングユニット１３は、カメラセンサ１２から得られたデータから作業者の手の位置を追跡し、その追跡した手の位置と前記台車本体において指定された領域とが対応しているか否かを判定する。例えば、ピッキング作業者の手が、複数の領域２０の何れかの間口に挿入されたかを追跡し、指定された領域に挿入されているか否かを判定する。
【００２４】
ここで、モニタリングユニット１３での処理手順について具体的に説明する。
初期設定は次のようになされる。先ず、台車本体１１の例えばステージ１６にカメラセンサ１２を設置する。次に、カラーセンサ２２から出力される画像の各画素と、位置距離センサ２３から出力される画像の各画素とを対応させておき、実空間である収納ボックス１５における複数の領域２０の各格子点に関する座標データを定める。格子点がｘｙ平面座標で規定される場合には、ｉ番目の格子点が座標（ｘｉ，ｙｉ）として規定される。
【００２５】
具体的な初期設定として、カラーセンサ２２からの画像データにおいて、各間口を構成する格子点を選択したのち、位置距離センサ２３からの画像データにおいて、その格子点について位置距離センサ２３の座標軸における座標（ｘｉ，ｙｉ）と距離を計測する。このように事前に計測した各間口の四隅の格子点の座標（ｘｉ，ｙｉ）からピッキング作業者の手の前にある間口を特定することができ、四隅の格子点までの距離と手までの距離から手が間口に入ったことを識別することができる。
【００２６】
モニタリングユニット１３には、各間口に対して、どの順序で物品が収納されるのかに関するデータ、すなわち物品収納手順データを収納手順データとして事前に蓄積しておく。その後、例えば、正しい収納手順で、物品を順に所定の領域２０に収納する作業を行い、その作業毎に、カメラセンサ１２によってどの領域２０に収納したか、例えば間口を構成する各格子点の位置データを取得し、順に記憶する。このようなモニタリングユニット１３への教示においてカメラセンサ１２による収納領域の特定は、後述するピッキング作業においてモニタリングによる収納手順の特定と同様である。このようにして、収納手順データのうち物品収納順序データと、領域２０を構成する各格子点の情報とが対象付けられてリンクされている。これにより、モニタリングユニット１３は、次に収納されるべき領域を決定する。また、収納手順毎にどの程度の時間間隔をおいて収納するのかに関する閾値が設定されていてもよい。
【００２７】
作業者によるピッキング作業についてのモニタリングは次のようになされる。モニタリングユニット１３には、カラーセンサ２２からの画像データが逐次入力される。モニタリングユニット１３は、位置距離センサ２３から位置及び距離に関するデータが逐次入力される。ここで、「位置及び距離に関するデータ」は、位置距離センサ２３から入力された画像データの画像領域の各ドットと、位置距離センサ２３の設置位置などの基準位置からのドット毎の距離とを含むデータである。
【００２８】
モニタリングユニット１３は、カラーセンサ２２からの画像データからピッキング作業者の手の位置を平面的に追跡し、位置距離センサ２３からのデータからピッキング作業者の手の位置を空間的に追跡する。モニタリングユニット１３は、これらの追跡した位置と、収納手順データのうち次に収納されるべき領域によって定まる格子点と、が対応しているか否か、つまり、次に収納されるべき領域の間口に対応しているか否かを照合する。その際、物品収納手順データが参照される。照合が正しいことを条件に、深さデータが、収納の間口を画する面よりもカメラセンサ１２から遠いか否かを判定する。これにより、次に収納されるべき領域において、間口を画する面よりも奥行き方向に手が挿入されているか否かの判定をすることができる。また、収納されるべき領域以外の間口に手が挿入されたことも判定することができる。
【００２９】
モニタリングユニット１３は、その判定結果に関し、手が入ったと判定した間口が、次に収納すべき領域の間口と同一と判定すると、「合格」という意味の表示や音を出力する。逆に、手を入れた間口が、次に収納すべき領域の間口と異なると判定すると、「不合格」という意味の表示や音を出力する。
【００３０】
本発明の実施形態によれば、モニタリングユニット１３が、複数の領域２０に関する画像データにおいて、作業手順データに基いて次に収納すべき領域の間口、すなわち領域の収納口を特定し、かつその特定した間口においてピッキングする作業者の手の位置を追跡する。
【００３１】
さらに、本発明の実施形態では、モニタリングユニット１３が、次に収納すべき領域の間口以外において手の位置が深度方向に変位していることを検出した場合には外部に異常信号を出力することにより、「不合格」の意味を示す文字などの情報を表示したり、音を鳴らしたりすることができる。
【００３２】
本発明の実施形態では、モニタリングユニット１３において前回所定の領域の間口に物品を収納した後に、ピッキング作業者の手の追跡を行い、所定の時間内に、次に収納すべき領域２０の間口に手が挿入されていないことが判定されると、ピッキング作業者が収納すべき間口から物品を収納しないことが分かる。そのような際にも、「不合格」という意味の表示や音を出力する。
【００３３】
次に、本発明の実施形態において特徴的な事項を詳細に説明する。
【００３４】
（ピッキング作業者の手の位置の検出・追跡）
本発明の実施形態において、カラーセンサ２２の出力される画像データからピッキング作業者が手に装着する軍手の色情報を検出し、色情報を追跡するようにしてもよい。この色情報の追跡した位置において、位置距離センサ２３から位置データ及び深度を計測する。これにより、手の位置の検出・追跡が容易になる。
【００３５】
具体的な処理手順について説明する。図３は、ピッキング作業者の手の位置の検出・追跡の処理手順を示すフローチャートである。
【００３６】
カラーセンサ２２から出力される画像データを、ビットマップデータに変換する（ＳＴＥＰ１）。ビットマップデータは、モニター用のＧＵＩに利用される（ＳＴＥＰ２）。
【００３７】
ビットマップデータをＨＳＶに変換し（ＳＴＥＰ３）、さらにＨＳＶチャネル分割することにより、色相（Hue）、彩度（Saturation）、明度（Value）の３つの数値に分割する（ＳＴＥＰ４）。色相チャネルから色情報を取り出すことができる。
【００３８】
ピッキング作業に先立ち、軍手に対してその色相チャネルデータから色相ヒストグラムを作成しておく（ＳＴＥＰ５）。また、作業環境における明度の最小値と最大値及び彩度の最小値をマニュアル設定し（ＳＴＥＰ６）、軍手の色に近い色だけをＨＳＶデータから抽出するためのマスク画像を作成する（ＳＴＥＰ７）。
【００３９】
位置距離センサ２３からの画像データについて、ＳＴＥＰ１乃至ＳＴＥＰ４を行い、色を検出し色分布画像を得る（ＳＴＥＰ８）。そして、マスク画像を用いて検出領域を絞り（ＳＴＥＰ９）、メディアンフィルタを使用したノイズの除去（ＳＴＥＰ１０）、ＣａｍＳｈｉｆｔ法による色追跡により、一致領域の座標を求める（ＳＴＥＰ１１）。
【００４０】
このようにして、事前に取得しておいた色相ヒストグラムとピッキング作業中に得られる色情報とを比較し（ＳＴＥＰ１２）、一致したものだけを出力して、軍手のヒストグラムと照合することにより、ピッキング作業中の軍手に対して色で以って追跡することができる（ＳＴＥＰ１３）。
【００４１】
（誤判定の防止）
精度の良いカメラセンサ１２を利用することにより、データ処理で生じる誤判を防止することができる。しかしながら、本発明にあっては、一台のピッキング台車１０において一台のモニタリングユニット１３が使用されることから、精度の良いカメラセンサ１２を使用すると、ピッキング台車１０の設備導入を踏まえてコスト高を招き、ひいては、製品・サービスのコスト高を招く。そこで、高品質でないカメラセンサ１２を用いてもデータ処理によって誤判を防止することができる。そのデータ処理は次のようなコンセプトに基づく。ピッキング作業においては、今回のピッキングの際に次に収納すべき領域は、一回前又は複数回前のピッキングの際に収納した領域とは異なるということである。つまり、一定時間が経過しないと、同じ領域に対して物品の収納がされないということである。
【００４２】
そのデータ処理としては、例えば、ピッキング作業者の手の追跡により判明した領域が、一定時間経過しないで、同一の領域を判明したときには、その判定結果を異常とする。
【符号の説明】
【００４３】
１０：ピッキング台車
１１：台車本体
１２：カメラセンサ
１３：モニタリングユニット
１４：台車本体部
１５：収納ボックス
１６：ステージ
１７：車輪
１８：手すり
２０：領域
２１：指示プレート
２２：カラーセンサ
２３：位置距離センサ
２４：照射部
２５：受光部
２６：制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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