(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
積載先を含む限定梱包製品アクセス範囲を有する把持装置で複数の梱包製品を前記積載先に積載する方法において、
ａ）前記把持装置の範囲内の直接ピックアップ緩衝区分と、前記把持装置の範囲外の事前緩衝区分とを含むアキュムレータ・コンベヤ上に前記複数の梱包製品を配置するステップと、
ｂ）少なくとも１つの所定の積載原理に基づいて前記複数の梱包製品の中から一対の梱包製品を特定するステップであり、前記一対の梱包製品のうちの第１の指定された梱包製品が、前記所定の積載原理に考慮される前記直接ピックアップ緩衝区分内の複数の梱包製品のそれぞれの中にあり、前記一対の梱包製品のうちの第２の指定された梱包製品が、前記所定の積載原理に考慮される前記事前緩衝区分内の複数の梱包製品のそれぞれの中にあり、
ｃ）前記事前緩衝区分内の前記第２の指定された梱包製品が、前記直接ピックアップ緩衝区分に移動され、前記把持装置によってアクセス可能なように、前記直接ピックアップ緩衝区分内の少なくとも１個の梱包製品を取り除くステップと、
ｄ）前記所定の積載原理に従って前記指定された梱包製品の双方を共に前記積載先に積載するステップと、を有する方法。
【請求項２】
ステップ“Ｃ”で前記第１の指定された梱包製品が前記積載先に置かれる前に、前記第２の指定された梱包製品が前記直接ピックアップ緩衝区分内に移動される請求の範囲第１項に記載の方法。
【請求項３】
ステップ“Ｃ”で前記第１の指定された梱包製品が前記積載先に置かれた後に、前記第２の指定された梱包製品が前記直接ピックアップ緩衝区分内に移動される請求の範囲第１項に記載の方法。
【請求項４】
ステップ“ｄ”に記載の前記所定の積載原理が、同じ高さの２個の梱包製品が隣に並置して積載することを好適とする原理である請求の範囲第１項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は一般に梱包製品の処理に関し、特にサイズが不規則な梱包製品を受理し、この梱包製品をパレットまたはその他の適宜の場所に安定した状態で積載し、パレット全体とパレット上の積載物を遠隔地の行き先に移送できるようにする方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
先行技術では、（“ボックス”とも呼ばれる）個々の梱包製品を単一または複数の群に積載し、梱包製品群を一括して遠隔地に移送するための方法および装置が一般に知られている。このような従来形の装置は“不規則的”および“規則的”パレタイジング（パレット積み）システムに区分される傾向があった。
マゾーズ氏の米国特許明細書第５，１７４５，６９２号「サイズと内容が混在した荷物をランダムに届ける方法および装置」は、梱包製品を受理し、これらをパレット６のようなパレット上に積載する円形の“カルーセル”形コンベヤ２を使用して荷物を積載する方法および装置を開示している。荷物を選択するために毒性、落下試験、緩衝性、壊れやすさ、および内容物などのある種の“属性のくくり出し”が行われる。マゾーズ氏の開示内容の重要な部分は、“単位長”である“体素（ｖｏｘｅｌ）”を用いたことであると思われる。モデリング目的で“最大共通体素”が判定される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
マゾーズ氏のような先行技術には利点があるものの、パレット積みの精度と効率を高めるように先行技術を改良する必要性が常に存在し、これは本発明によって提供される。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は時間効率が良い改良された積載効率を得る、梱包製品を測定し、蓄積し、パレット積みするための方法および装置を提供することによって先行技術の欠点を克服するものである。
従って、本発明の目的は梱包製品を処理するための改良形の方法および装置を提供することにある。
本発明の別の目的は安定した状態で梱包製品を積載するための改良形の方法および装置を提供することにある。
本発明の別の目的はランダムに受理された梱包製品を積載するための改良形の方法および装置を提供することにある。
本発明の別の目的は広範囲のサイズの梱包製品に適応できる、梱包製品を積載するための改良形の方法および装置を提供することにある。
本発明の別の目的は時間とスペースを効率的に利用した、梱包製品を積載するための改良形の方法および装置を提供することにある。
本発明の別の目的はアキュムレータ・コンベヤ上の梱包製品の“中心部”を特定するための改良形の方法および装置を提供することにある。
本発明のその他の目的、特徴および利点は、添付図面と請求の範囲を参照しつつ本発明の好適な実施例についての以下の詳細な説明を読むことで明らかになろう。
【０００５】
【発明の実施の形態】
＜以下、発明を実施するための最良の形態を説明する。まず、説明のためのインデックスを紹介し、その後、その内容を説明する。＞
Ｉ．概略作用
ＩＩ．さらに詳しい解説
Ａ．梱包製品の任意の受け取り
Ｂ．梱包製品の測定
Ｃ．梱包製品の積載
Ｄ．パレット積み
１．梱包製品積載決定
Ａ）コーナを基準としたモデリング
１）モデルのセットアップ
ａ）コーナの作成
ｂ）コーナ支持面；橋かけの可能性
ｃ）隣接梱包製品リストの確立
ｄ）アドレス付き梱包製品リストの確立
２）モデルのアップデート
ａ）新しいコーナを追加する
ｂ）交わったコーナをアップデートする
ｃ）重複しているコーナの併合
ｄ）コーナ、面、および隣接梱包製品リストのアップデート
Ｂ）可能な配置すべての確立
１）一般的配置オプション
２）パレット前面境界位置揃え
３）パレットの面（あるいは“右”）境界位置揃え
４）移動
Ｃ）安定性検査
１）表面支持のパーセンテージを調べる
２）重心領域の計算
３）有効な支持面の境界を検査する
４）側面支持を調べる
５）直接支持面の配分を調べる
６）重心領域と直接支持表面多角形の比較
Ｄ）配置の評価
１）概説
【０００６】
２）レベル指数要素
ＬＥＶＥＬ  ＡＬＬ
ＬＥＶＥＬ  ＳＩＤＥ
ＢＥＬＯＷ
ＡＢＯＶＥ
ＢＬＯＣＫ  ＢＡＣＫ
【０００７】
ＮＯ  ＮＥＩＧＨＢＯＲ
３）テーパ指数要素
【０００８】
下部ブロッキング
【０００９】
細い梱包製品検査
【００１０】
階段検査
【００１１】
境界検査
【００１２】
広い間隙検査
【００１３】
総和
【００１４】
相対的高さのしきい値
４）その他の要素
【００１５】
可能な同位梱包製品の数
【００１６】
梱包製品のグループ分け
領域満載率
梱包製品領域
梱包製品容量
寸法的占有率
整列
面橋かけ
ブロックされた領域
ブロックされた容積
隣接梱包製品との間隙
梱包製品の古さ
可能なフィールド
梱包製品の重量
上限までの距離
５）性能指標の加算
６）パラメータの決定と調整
Ｅ）マルチループ決定工程の実行
１）ループネスティングの変化
２）ショートカット
２．把持機による梱包製品のピッキング（および配置）
ａ）把持機の形状
ｂ）誤差修正
３．有効な配置とピッキング径路設計
ａ）モデリング
ｂ）配置径路
ｃ）ピッキング径路
ｄ）経由点の概要
ｅ）バッファ出発高度またはバッファ進入高度
ｆ）パレット出発高度またはパレット進入高度
ｇ）シングルパレット衝突検索
ｈ）梱包製品衝突検査
ｉ）衝突梱包製品の検査と膨らみチェック
ｊ）隣接経由点の検査
ｋ）前方検索
ｌ）後方検索
ｍ）下の許容値を追加する
Ｅ．タイミングの有効性
１．ロボット動作設計
２．タイミングの調整
３．ワン・パッケージ・アヘッド設計
４．多重タスク
Ｆ．エラー修正
ＩＩＩ．結論
＜以下、上記インデックスに従い、本発明の詳細を説明する。＞
Ｉ．概略作用
【００１７】
本発明は、総体的には、任意の寸法および重量を有する梱包製品のパレット積みに関する。本発明は、それぞれの梱包製品が、場合によっては他のすべての梱包製品と異なり、寸法と重量の配分がまったく不揃いである個々の梱包製品の受け取りを意図したものである。すべての梱包製品は、形状が矩形であり、波形ボール紙または合板のような堅い材質のような規格に準拠した材料からなるのが好ましい。オーバーヘッド橋形ロボットを使用してこのような梱包製品をパレット積みする際、本発明の配置方法によれば、単純な機械的配置を行うことができ、梱包製品のピック・アンド・プレイスのサイクルタイムが改善され、パレットの利用効率が上がる。
【００１８】
例えば、一般的に、郵便を介した特別な真の矩形の梱包製品は、本発明による積載装置上に、同様に任意に受け取った梱包製品とともに任意に分配される。これらの梱包製品は寸法が計測され、重さが計られ、バッファコンベヤに一列に積載される。予め決められた積載原則に基づいて、一つの梱包製品がアキュムレータ上のパッケージの列から選択され、他の梱包製品とともにパレット上に積載される。場所に余裕があれば、別の任意に受け取った梱包製品を測定し、アキュムレータ・コンベヤ上に載せ、再び積載原則に基づいてパレット上に置くのに“最適な”梱包製品を選択する。この工程は、積み込み先のパレットが一杯になるか、あるいは、予め決められた積載指針の下でそれ以上積み込むことができなくなるまで継続される。
アキュムレータ・コンベヤからどの梱包製品を選択するかを決定し、それぞれパレットのどこに置くかを決定するため、すでにパレット上にある梱包製品からモデル（コンピュータベースのものでもよい）を構成する。これは、梱包製品を置く前に測定した外部の梱包製品測定値を利用して行う。このモデルには、組み合わせてパレット上の残りのスペースを構成する複数の“コーナ”（本質的には真の矩形の空間)が含まれる。コーナは重複してもよい。
コーナを決定したので、ここで“梱包製品の配置候補”あるいは一般的に“梱包製品の配置”とも呼ばれる“可能な梱包製品の配置”を決定する必要がある。特定のコーナの中で、特定の方向を向けて評価するため、ある特定の梱包製品を選択する。まず、その梱包製品がその方向でコーナに嵌まるかどうかを調べる。嵌まらない場合は、別の方向を選択する。その梱包製品がどの方向を向けてもそのコーナに嵌まらない場合は、別のコーナを選択する。そしてこの工程は、その梱包製品を予め決めた方向で受け入れることができるコーナを見付けるまで、あるいは、所定の梱包製品に対して可能な方向とコーナの組み合わせをすべて調べ尽くすまで繰り返される。その時点で、新しい梱包製品を選択し、工程を繰り返す。
【００１９】
コーナの境界範囲内に適合する梱包製品／方向の組み合わせを見付け、そしてそのコーナがその梱包製品に対して十分な大きさである場合は、フラッシング・アンド・シフティングとして知られる工程によって、そのコーナの中で別の二つ以上の可能な梱包製品の配置を作成することができる。これらの可能な梱包製品の配置をそれぞれ作成したら、それぞれに対して安定性検査を行い、安定した可能な梱包製品の配置を探す。そのコーナでフラッシング・アンド・シフティングが不可能である場合は、単一の梱包製品／方向／コーナの組み合わせに対して安定性検査を行う。
【００２０】
安定性検査は、特定の梱包製品／方向／コーナの組み合わせそれぞれの中で利用可能な梱包製品の配置に対して“安定”しているか、“不安定”であるかを判断する。この解析は、梱包製品が実際に梱包製品／方向／コーナの組み合わせの評価を受けた場合に梱包製品が受けるであろう実際の有効な下面支持量に部分的に基づくものであり、（すでに載置されている）他の隣接する梱包製品から受ける側面支持量も評価する。安定性解析の他の部分は、梱包製品の角部とエッジの支持に関する。
【００２１】
ある特定の可能な梱包製品の配置が安定していると識別されると、その配置は性能指標の下に評価を受け、その特定の梱包製品／方向／コーナの組み合わせに対する性能指標が算出され、保存される。
【００２２】
他の梱包製品／方向／コーナの組み合わせに関し、その安定性を同様に評価し、安定している場合は、性能指標で同様に評価する。性能指標が最も高い梱包製品／方向／コーナの組み合わせが、実際に“実行される”ものとして選択される。すなわち、実際に把持機によってアキュムレータ・コンベヤから取り除かれ、その把持機によって選ばれたコーナに、選ばれた方向で移動されるため、最良の“梱包製品の配置”が選択されるのである。
【００２３】
把持機の“ピック・アンド・プレイス”サイクル中に、把持機は（ここでは梱包製品を置いた直後と仮定する）、“ピッキング径路”に沿って進み、アキュムレータ・コンベヤから選ばれた梱包製品をピッキング、“配置径路”を進んで梱包製品を選ばれた位置に置く。これらの（把持機と梱包製品それぞれの）“ピッキング”および“配置”径路はサイクルによって異なる。時間的な効率を上げる目的のため、本発明に従ってピック・アンド・プレイス径路をそれぞれ設計し、その距離を最低限に抑える。本発明によると、これらの径路は、別々の垂直な面上におさめなければならない。すなわち、梱包製品（または把持機）は、その搬送先に移動する時は上下もしくは水平方向にのみ動き、両方向に動くことはない。このような径路を設計するため、“ピッキング”または“配置”径路に沿った開始位置から終了位置までの間に考えられる障害物（一般的には積載された梱包製品）に対して評価が行われる。この評価には、径路の両端と交わる垂直面と交わる障害物（一般的には積載された梱包製品）の特定と、障害物のない（すなわちその上方の）、許容できる“経由点”の確立が含まれる。走査工程を使って経由点のいくつかを廃棄し、その長さに沿って凸型形状を有する好ましいピッキング（または配置）径路を確立する。これにより、所定の径路の垂直面に制限があるとすると、両端間の最低距離を通る障害のないピック・アンド・プレイス径路を確立することができる。
【００２４】
把持機がアキュムレータ・コンベヤ上にある“梱包製品の列”内の他の梱包製品の中から一つの梱包製品をピックアップする際、実際に梱包製品の列のどこにその梱包製品があるかを知っておくと有利である。従って、積載誤差修正解析を行って、その梱包製品が(上流側の測定に基づき)梱包製品の列のどこにある“べき”かと、梱包製品の列の圧縮または他の要素によってそれが実際にどこにありうるかとの間の違いに対応する。この誤差修正は（センサによって測定した）梱包製品の列の実際の長さを梱包製品の列の“公称”長さ（測定コンベヤによって上流側で測定した、アキュムレータ上の梱包製品の長さの数学的和）と比較することによって行う。“選ばれた”梱包製品の、積載された梱包製品の列に対する相対的な位置を知ることにより、また、梱包製品の列全体の実際の（測定した）長さと、梱包製品の列全体の公称（計算した）長さとの間の合計累積誤差を知ることにより、合計の累積誤差の一部を選ばれた梱包製品に適用する。すると、把持機は、梱包製品に変形がなければ梱包製品があるべき箇所まで送られ、累積誤差修正を適用して梱包製品の変形や実際に存在する他の誤差に対応する。
【００２５】
本発明の実施例の一つでは、単一のプロセッサを使用して、積載タスク、ロボット径路設計タスク、径路タスク、周辺機器タスク、印刷タスク、およびエラー検出タスクなどのような、上述の多数の様々なタスクに関する情報を処理する。本発明では、これらのタスクは、径路タスクが最も優先順位が高く、その後に誤差タスク、周辺機器タスク、設計タスク、積載タスク、そして印刷タスクと続くように優先順位をつけてある。優先順位の高いタスクが終了すると、ＣＰＵ時間は、より優先順位の低いタスクに即座に移動する。
【００２６】
図１を参照して説明する。本発明による一つの梱包製品パレット積み装置１０は、次に示す構成要素を備えている。すなわち、供給コンベヤ１２、測定コンベヤ１４(測定アーチ１５を含む)、アキュムレータ・コンベヤ１６、オーバーヘッド橋形ロボット梱包製品把持機１７、およびシステムコントローラ１８である。
【００２７】
供給コンベヤ１２は、その総称としてＰで示した梱包製品の位置揃えをし、個別化（singulate）する。測定コンベヤ１４は、搬入される梱包製品Ｐの寸法と重量を測定する。アキュムレータ・コンベヤ１６（ローラタイプのコンベヤでもよい）は測定した梱包製品Ｐを受容し、それらを直接終点ストッパＳに線接触させる。オーバーヘッド形梱包製品把持機１７（全体を１９で示す把持部材を有する）がアキュムレータ・コンベヤ１６から一度に一つずつ梱包製品Ｐをピックアップし、後に詳しく説明する評価工程に従って、それらをパレット１１上に置く。本発明の好ましい実施例においては、パレット１１上で使用する配列の梱包製品Ｐの向きは二つのみとする。すなわち、第１の向きは、アキュムレータの向きと同じであり、もう一つの向きは、垂直の軸の周りを９０°回転させた向きである。
【００２８】
ここで図２について説明する。本発明の一つの好ましい実施例においては、図１に示すセットアップのすべての構成要素は、多重タスクの実時間オペレーティングシステムを作動させるＶＭＥバス・コントローラを含むコントローラ１８によって制御することができる。供給コンベヤ１２、測定コンベヤ１４、アキュムレータ・コンベヤ１６、オーバーヘッド形梱包製品把持機１７、およびスタッキングアルゴリズムなどの制御ソフトウェアは、モトローラまたは他の適したＣＰＵベースのプロセッサで実行される。プロセッサ（コントローラとも呼ばれる）は、供給コンベヤ１２、測定コンベヤ１４、アキュムレータ・コンベヤ１６、およびオーバーヘッド形梱包製品把持機１７を制御する、従来の技術で知られた多軸サーボコントローラと通信する。また、アナログ入出力盤とインターフェースをとり、本発明のある実施例においては測定コンベヤの中に設けることができるロードセルからの重量などのデータを収集することができる。
【００２９】
ここで、再び図１について説明する。梱包製品Ｐは、供給コンベヤ１２からパレット積み装置１０に流れる。測定コンバヤ１４を超えると、梱包製品Ｐはアキュムレータ・コンベヤ１６に進む。オーバーヘッド形梱包製品把持機１７は、アキュムレータ・コンベヤ１６から梱包製品Ｐをピッキングし、それを１１のような待機パレット上に置く。システムコントローラ１８内では、測定した梱包製品データがコンピュータの記憶装置に保存され、そこで積載アルゴリズムにより、測定した梱包製品Ｐに対する最良の配置設計が検索される。配置設計とは、どの梱包製品Ｐをアキュムレータ１６からピッキングするか、それをパレットのどこに置くか、そしてどの梱包製品Ｐの向きを使用するかなどを意味する。
【００３０】
積載されたすべての梱包製品Ｐに関する情報は、コンピュータの記憶装置に保存される。検索中、コントローラ１８は、積載の幾何学的モデルを参照し、積載設計を展開する。積載設計が出来上がると、コントローラ１８は動作設計を開始し、把持機の径路と、衝突することのない、各ピック・アンド・プレイスのサイクルに対する最短走行距離を有する梱包製品Ｐを検索する。このような径路を使って、コントローラ１８はロボットを一連の梱包製品Ｐの積載サイクルを通して誘導し、パレットを完全に埋めるのである。
ＩＩ．さらに詳しい解説
Ａ．梱包製品の任意の受け取り
【００３１】
本発明は、寸法や形状が大幅に異なる梱包製品を、任意の方法で受け取るという特定の状況に関するものである。この任意の供給は、従来の技術で知られているような外部供給コンベヤによって、または図１に示した供給コンベヤ１２に接近して従来の技術（図示せず）のように任意の梱包製品Ｐを手動で導入することによって行うことができる。
Ｂ．梱包製品の測定
梱包製品Ｐを供給コンベヤ１２上に置いた後、梱包製品Ｐは、そこから測定コンベヤ１４（図１参照）に搬送され、前の測定ですでに分かっていない限りはそこで、梱包製品Ｐの高さ、幅、長さ、および重さなどの必要な情報を得ることができる。
【００３２】
測定コンベヤ１４でこうした測定を行なった後、その測定値はシステムの記憶装置に保存され、この出願中、後に説明するように使用する。例えば、“共通外側長さ寸法”はすべての梱包製品Ｐについて測定し、アキュムレータ・コンベヤに線接触して積載された場合に梱包製品Ｐの実際の長さと位置を推測するのに使用する。
Ｃ．梱包製品の積載
【００３３】
図１についての説明を続けるが、アキュムレータ・コンベヤ（“バッファ・コンベヤ”，アキュムレータ・バッファ，又は単にアキュムレータとも呼ぶ）１６は複数の梱包製品Ｐを、オーバーヘッド形梱包製品把持機１７が任意に接近できる位置に積載する装置である。
【００３４】
アキュムレータ・コンベヤ１６は、従来の技術で知られている。しかし、一般的には、アキュムレータ・コンベヤ１６は積載アルゴリズムが梱包製品Ｐのピッキングに複数の選択肢を持てるようにするバッファとして機能する。アキュムレータ・コンベヤ１６上の梱包製品Ｐに関する寸法と重さについての情報は、積載決定工程で使用することができる。最終的には、積載容積効率が高く、しかも、配置してパレット１１積みを完了した直後にも梱包製品Ｐを積載した山の中で安定状態を保つと思われるものが選ばれる梱包製品Ｐとなる。従って、アキュムレータ・コンベヤ１６を介して利用可能な多数の梱包製品Ｐの選択肢を提供することは、最大パレット容積効率を得るためには非常に重要であると理解できる。
【００３５】
図２に示すように、ローラタイプのアキュムレータ・コンベヤ１６は、二つの部分に分割されている。すなわち予備バッファセクション１６Ｂとバッファセクション１６Ａである。バッファセクション１６Ａはオーバーヘッド形梱包製品把持機１７の届く範囲内にあるが、一方、予備バッファセクション１６Ｂはそうではない。
【００３６】
また、図２に一番分かりやすく示しているが、アキュムレータ・コンベヤ１６にあるすべての梱包製品Ｐは、アキュムレータ・コンベヤ１６の片側に側面位置調整し、すべての梱包製品Ｐの片側が実質的に共通の面に沿って並ぶのが好ましい。さらに隣接する梱包製品Ｐは、相互に、または“線”接触するのが好ましい。バッファセクション１６Ａのすべての梱包製品Ｐはオーバーヘッド形梱包製品把持機１７によって上方から任意にピックアップすることができる。アキュムレータ・コンベヤ１６のそれぞれの梱包製品Ｐの幅は既知の値であるため、バッファセクション１６Ａ上で選ばれた梱包製品Ｐの中心位置は、前のすべての梱包製品Ｐの幅と、選ばれた梱包製品Ｐの幅の２分の１とを加算して計算でき、また、後に詳しく説明するが、誤差修正も行うことができる。
【００３７】
既述のごとく、図２のアキュムレータの予備バッファセクション１６Ｂには、梱包製品Ｐ把持機１７が届かず、アキュムレータ・コンベヤ１６の上流側に一つもしくはそれ以上の梱包製品Ｐを有している。本発明のある実施例では、予備バッファセクション１６Ｂにある梱包製品Ｐの幾何学的および重量情報もまた知られており、積載決定を下す際に使用される。この付加的な梱包製品情報には、二つの利点がある。第１の利点は、バッファセクション１６Ａで現行の梱包製品Ｐを選択する際に、予備バッファセクション１６Ｂ上の梱包製品Ｐに関する情報を使って積載選択に役立てることができる。例えば，予備バッファセクション１６Ｂ上の梱包製品Ｐが、バッファセクション１６Ａにあるものとほとんど同一のものである場合があり、それらを組み合わせると両方の梱包製品Ｐ，Ｐが効率よく積載される場合がある。そのような状況では、バッファセクション１６Ａにある梱包製品Ｐから選択して積載するかどうかは、予備バッファセクション１６Ｂにある他の梱包製品Ｐの存在によって決定する。また、予備バッファセクション１６Ｂを使用する第２の利点は、アキュムレータ・コンベヤ１６の梱包製品供給が完了する前に、
【００３８】
システムコントローラ１８のコンピュータが次に積載する梱包製品Ｐの選択を評価し始めることができるという点である。
【００３９】
図５、および図６に示すように一つのアキュムレータ・コンベヤ１６から一つ以上のパレット１１に積載することができるということが理解できよう。
【００４０】
複数のパレット１１に同時に積載することによって得られる利点は二つのある。第１の利点は、保存能力である。複数のパレット１１は、それぞれ搬送先が異なる場合がある。搬入されてくる混合された梱包製品Ｐをバーコードや稠密コードから得たそれらの搬送先によって分類し、これらの別のパレット１１に積載することができる。複数のパレット１１へ積載することにより、一つの工程で分類と積載という２重の目的を果たすことができる。第２の利点は、パレット１１の高度利用である。複数のパレット１１が同じ搬送先に割り当てられている場合、積載アルゴリズムは、特定の梱包製品Ｐに対してより多くの配置選択肢を持つことができる。これらの付加的な選択肢により、パレット１１を効率よく使用し、よりよい容積効率を確立することができる。
【００４１】
複数のパレット１１はバッファセクション１６Ａにできるだけ接近して位置させる必要がある。複数のパレット１１の配置形態は、図５に示すようにパレット１１をアキュムレータ１６の片側に配置する方法や、図６に示すように両側に配置する方法など、膨大な数がある。
【００４２】
複数のパレット１１の集合は、それぞれ、複数の行と列に整列させることができる。図５は、アキュムレータ１６の片側にパレット１１が一列に並んだ様子を表している。図６はアキュムレータ１６の両側にパレット１１が一列に並んだ形状を表している。バッファセクション１６Ａとパレット１１の間の距離は、ピック・アンド・プレイスのサイクルタイムの重要な決定要素となる。距離が短いと、ロボットが走行しなければならない距離が短いため、サイクルはより速くなる。
【００４３】
それぞれのパレット１１の中で、最初の梱包製品Ｐを置く位置として、できるだけバッファセクション１６Ａと他のパレット１１から遠い位置が選ばれる。その最初の梱包製品Ｐから始まって、それぞれのパレット１１は外形がおおむねピラミッドの４分の１の形状になるように続いて積載される。図９は、一般的な積載外形９０を表したものである。この配置により、その後に続く梱包製品Ｐを置くためのピック・アンド・プレイス径路にある障害物の数が減り、ほとんどの場合、ロボットが対象となる位置へ続く直線径路に入ることができる。
【００４４】
パレット１１への積み込みの途中、梱包製品Ｐによっては半分出来上がった山に適合させるのが難しい（例えば梱包製品Ｐが大きすぎる、あるいは長すぎるなど）場合がある。これらの梱包製品Ｐは、アキュムレータ１６の非供給側の端部に停滞しがちである。これらの梱包製品は拒否され、バッファセクション１６Ａは新しい梱包製品Ｐで満載される。この方法により、パレット１１の積み込み量利用効率を上げることができる。拒否された梱包製品Ｐは、積載形状が全体的に異なり、戻された梱包製品Ｐを首尾よく積載することができるようなパレット積み工程に再び戻る。
Ｄ．パレット積み
【００４５】
すでに述べたように、梱包製品Ｐがアキュムレータ・コンベヤ１６に載ると、待機トラック内、もしくは別の適した積載場所で、アキュムレータ・コンベヤ１６からどの梱包製品Ｐをピッキングしてパレット１１に置くかという決定が下される。この“梱包製品積載決定”は、従来の技術の下で確立した予め決められた規則または本発明の下に確立した予め決められた規則に基づいて下される。従来の技術の下に確立した予め決められた規則の組の例は、マズーツ氏に付与された米国特許第５，１７５，６９２号で説明されており、以降、本出願において引用し、参照する。
１．梱包製品積載決定
【００４６】
上記のように、梱包製品積載決定工程は、ローディングシステムのパレット積みで重要な役割を果たす。アキュムレータ・コンベヤ１６上で組み分けされている梱包製品Ｐからどの梱包製品Ｐをピッキングするか、梱包製品Ｐのどの方向を使うか、そして積荷の山のどこに梱包製品Ｐを置くかを決定する。
【００４７】
本発明による、ある梱包製品積載決定工程は５つの要素を含むと考えられる。
１）“コーナ”を基準とする原理に基づくモデリング
２）アキュムレータ１６で待機しているすべての梱包製品Ｐに対する可能な配置位置の確立
３）可能な梱包製品Ｐの配置における安定性の検査
４）予め決められた性能指標に基づく梱包製品Ｐの可能な配置の評価。
５）梱包製品Ｐの配置の選択
【００４８】
ここで行われるモデリングの多くはコンピュータによるものであるが、本発明の範囲にもとることなく、実際に積載してモデルを作成することもできるということは、理解できよう。
Ａ）コーナを基準としたモデリング
１）モデルのセットアップ
【００４９】
本発明のある好ましい実施例では、焦点を“コーナ”に当てている。パレット１１上で満載されていない空いた空間を個々のコーナに区切るが、それらは互いに重複してもよい。本出願の他の場所で述べているが、どのコーナがどの梱包製品Ｐを受け取ればよいかについて、予め決められた比較パラメータに基づいて評価が行われる。
【００５０】
後に詳しく述べるが、それぞれのコーナの記録には、原点、三つの寸法（高さ、幅および長さ）、支持面の位置と寸法、および隣接梱包製品リストが含まれる。
ａ）コーナの作成
【００５１】
図１０について説明する。パレットは、底面の境界（面ＸＺ）、底面の境界に平行に間隔をおいて位置する上面の境界、および四方の側面の境界とを有することを理解しておく必要がある。コーナ３０は、すべての側がパレットの境界に共通であるか、もしくは現存の梱包製品の表面に部分的に共通である矩形の自由空間として計算される。
【００５２】
図１１について説明する。初めの、梱包製品が配置されていない状態では、パレットの境界内の空間全体は矩形の自由空間である。これが正に最初のコーナであり、図１１ではコーナ１として示している。図１１のＰ１のような梱包製品がコーナ１（唯一の利用できるコーナ）に配置されると、元のコーナ１は消える。そのコーナの残りの自由空間は、梱包製品に対して下、上、後ろ、前、左、および右の６つまでの区画に細分化される。これらの自由空間の区画は、それらが存在する限り矩形であり、チャイルドコーナと呼ばれる。
【００５３】
一つのコーナが使用された後に、６つのチャイルドコーナが残っていない場合もある。例えば、配置した梱包製品がパレットの境界に接触している場合、境界と梱包製品との間の空間は、ゼロであり、それに対するチャイルドコーナも存在しない。図１１では、梱包製品Ｐ１は、パレットの左、後および底の境界に接して配置されているため、前(新しいコーナ２)に一つ、右（新しいコーナ３）に一つ、そして上(新しいコーナ４)に一つの３つのコーナしか生まれない。コーナを完全に組み合わせたもの（この場合は２，３，および４）が、積荷の山の自由空間全体を埋める。これらの三つのコーナは容積を共有し、従って、他の二つのそれぞれと“交わる”ことがわかる。すなわち、後に説明するが、一度配置された梱包製品は、一つ以上のコーナの範囲内にあるということがわかる。
ｂ）コーナ支持面；橋かけの可能性
【００５４】
Ａの実施例では、コーナは、常に少なくとも一つの“支持面”を有している。支持面としてパレットの床面を有するもののように、コーナによっては一つの支持面がコーナの底の境界全体を覆っている。しかし、一つのコーナが複数の梱包製品の上面によって提供される複数の支持面を有する場合もあり、従って、コーナの底の境界は、常に支持面を含むとは限らないということを理解しておかなければならない。
【００５５】
また、図１５Ａを参照すると、制御プロセッサの記憶装置では、モデルの下に作成されたそれぞれのコーナ３０に対し、コーナの記録３１が割り当てられている。コーナの記録３１には、コーナの（他の部分で述べた）境界範囲内の橋かけ可能な面すべてを含む支持面情報が含まれている。二つの表面を組み合わせて使用して一つの梱包製品を支持することができれば、それらは橋かけ可能である。本発明の実施例の一つによれば、二つの表面は、両者の高さの差が、１／２インチ程度の予め指定した許容範囲内にあれば、また、二つの面の間の距離が積載した梱包製品の平均梱包製品長さの半分程度の指定した距離であれば、一つの梱包製品を支持できると判断される。
【００５６】
図１３は、この概念を表したものである。図を見ればわかるように、コーナの境界の範囲内には五つの面がある。図中、それぞれの面には、その高さが記載されている。“Ｇ”は、梱包製品の平均長さより短いと仮定される。隣接する相対高さがすべて橋かけ許容範囲（１／２インチ）内なので、これらの５つの面は、一つのコーナに“属し”、コーナ記録に記録される。一般的に二つの隣接する表面は、左から右、または後から前に橋かけできる限り、そして両方がコーナ境界内にある限り、同じコーナに属する。
【００５７】
橋かけ可能な面はすべてコーナの中に含まれるので、コーナの中で梱包製品の配置を検索している間は、一度に一つのコーナを探せばよい。
【００５８】
上記で参照した面に関する情報は図１５Ａに示されたコーナ記録の中に含まれる。
ｃ）隣接梱包製品リストの確立
【００５９】
図１４で示すように、コーナは現存の隣接する梱包製品によって囲まれている場合もある。左右に隣接している場合もあり、また前後が隣接している場合もある。本出願の他の部分で詳しく論じているように、これらの隣接状態は、最適に近い配置を探す際に非常に頻繁に参照される。演算効率を高めるため、これらの隣接梱包製品は、コーナ毎に別々に追跡する。
【００６０】
図１５Ａに示すように、コーナ記録３１は、コーナ記録支持面情報を含むこと以外に１）後方隣接梱包製品リスト１５６、２）左側隣接梱包製品リスト１５６、３）右側隣接梱包製品リスト１５５、および４）前方隣接梱包製品リスト１５５の４つの隣接梱包製品リストを含む。特定の隣接梱包製品リストの各要素は、別々の梱包製品リストに保存された対応する梱包製品記録に関するコンピュータメモリアドレスを含む（図１５Ｂ参照）。個々の梱包製品記録を含む梱包製品リストには、それぞれ、位置、寸法、重さなどのような特定の梱包製品情報が入っている。このように、システム全体で、梱包製品記録のコピーを一つ有していればよいが、必要な時には梱包製品リストにアクセスすれば、いつでも非常に素早く梱包製品記録にアクセスすることができる。
ｄ）アドレス付き梱包製品リストの確立
【００６１】
図１６に示すように、所定のコーナに対してどの梱包製品を“隣接する”として認定するかを決定するために、１）後方隣接範囲１６２、２）左側隣接範囲１６３、３）右側隣接範囲１６４、４）前方隣接範囲１６１の４つの隣接範囲を確立した。各隣接梱包製品リストに対し、対応する隣接範囲内にあるか、あるいはそれと交わっていると同時にパレット境界内（複数のパレットがある場合）にある梱包製品のみ、その記録のアドレスが、対応する隣接梱包製品リスト内に登録される。図１６に示すように、本発明のある実施例では、隣接範囲すべての幅Ｄが梱包製品の平均幅として選択され、新しい梱包製品がバッファ・コンベヤ１６に入るたびにアップデートされる。このように配置をアップデートすれば、関連情報を確実に保存することができる。
【００６２】
一般的な状態では、（一般的に、積載が半分満載された時点で）２００個のコーナが配置に利用できる。
２）モデルのアップデート
【００６３】
パレットに対して幾何学的モデルを作成したら、梱包製品がそこに配置されるたびにアップデートしなければならない。
【００６４】
図１７について、または“有効な配置”がいつ見つかるかについて説明する。積載作業中、パレットが満載でない場合には、梱包製品を配置した後に幾何学的モデルを更新する。幾何学的モデルのアップデートには、新しいコーナの追加、現存のコーナのアップデート、コーナの併合、面のアップデートなどが含まれる。図１７は、幾何学的モデルのアップデートに関する論理を示している。図を見れば分かるように、アキュムレータ・バッファが満載された後、工程１７２でアキュムレータ上の梱包製品に対して有効な配置があるかどうかを判断する。ない場合は、工程１７４で積載工程が完了（終了）する。有効な配置がある場合は、工程１７３を実行し、配置を選択する。配置が行われたら、工程１７５でコーナをアップデートする。そして工程１７６でコーナを併合させる。その後、工程１７７で面と隣接梱包製品をアップデートする。そして工程１７８でアキュムレータをアップデートし、工程を反復する。
ａ）新しいコーナを追加する
【００６５】
ここで図１１を参照する。初めの、梱包製品が配置されていない状態では、パレットの境界内の空間全体は矩形の自由空間である。これは、正に最初のコーナであり、図１１では、コーナ１として示している。図１１のＰ１のような梱包製品がコーナ１（唯一の利用できるコーナ）に配置されると、元のコーナ１は消える。そのコーナの残りの自由空間は、パケージに対して下、上、後ろ、前、左、および右の６つまでの区画に細分化される。これらの自由空間の区画は、それらが存在する限り矩形であり、チャイルドコーナと呼ばれる。
【００６６】
一つのコーナが使用された後に、６つのチャイルドコーナが残っていない場合もある。例えば、配置した梱包製品Ｐがパレットの境界に接触している場合、境界ととの間の空間は、ゼロであり、それに対するチャイルドコーナも存在しない。図１１では、梱包製品Ｐ１は、パレットの左、後および底の境界に寄りかかって配置されているため、前(新しいコーナ２)に一つ、右（新しいコーナ３）に一つ、そして上(新しいコーナ４)に一つの３つのコーナしか生まれない。コーナを完全に組み合わせたもの（この場合は２，３，および４）が、積載した山の自由空間全体を埋める。これらの三つのコーナは容積を共有し、従って、他の二つのそれぞれと“交わる”ことがわかる。すなわち、後に説明するが、一度配置された梱包製品は、一つ以上のコーナの範囲内にあるということがわかる。
ｂ）交わったコーナをアップデートする
【００６７】
交わったコーナは、梱包製品が実際に配置された後にアップデートされる。上記のように、コーナは互いに交わっていてもよい。図１８Ａの例では、図１８Ａの二方向の斜線網掛け領域で示すように、梱包製品Ａでは観察者の右側のコーナと梱包製品Ａの上部のコーナが交わっている。図１８Ｂで示すように、梱包製品Ｂを梱包製品Ａの右側に配置すると、梱包製品Ｂは、梱包製品Ａより高いことがわかる。さらに、梱包製品Ｂは、梱包製品Ａの右側のコーナに配置されているだけでなく、梱包製品Ａの上部のコーナと交わっている。従って、梱包製品をコーナに置いた後は、“受容した”コーナは削除しなければならず、それぞれの交わっているコーナもアップデートしなければならない。
ｃ）重複しているコーナの併合
【００６８】
コンピュータのメモリの消費を最低限に押さえ、最大の演算効率を得るため、それぞれの梱包製品積載サイクルの後、“独立したコーナ”のみを“併合”という工程で維持する。所定のコーナに対し、独立した面と独立した隣接梱包製品のみを追跡する。このような最低限の組み合わせは、次の方法で獲得できる。まず、それぞれの梱包製品の配置後、関係するコーナに対するチャイルドコーナすべてを作成し、元のコーナを削除する。それぞれのチャイルドコーナでは、そのチャイルドコーナに関連する面と隣接情報のみが元のコーナから継承される。第３に、すべての重複するコーナを併合する。併合工程では、すべての面と隣接情報を調べて、重複する部材が記録されないようにする。
【００６９】
図２９Ａ‐図２９Ｃについて説明する。コーナ１、コーナ２と名付けられた二つのコーナがあると仮定する。コーナ１は、床面の境界Ｃ１ＦＢであり、コーナ２は距離“Ｄ”だけ間隔をおいた床面の境界Ｃ２ＦＢである。また、コーナ２のすべての側の境界がコーナ１の境界の範囲内にあるか、またはコーナ１と同一であり、距離“Ｄ”は、予め決められたしきい値の範囲内であると仮定する。例えば、コーナ２の側面の境界Ｃ２ＳＢは、コーナ１の範囲内にある。コーナ２の上部の境界はコーナ１と同一である。そして、コーナ１とコーナ２が橋かけ可能（この用語は、図１３で使用している）な二つの面を共有している場合、コーナ２はコーナ１と併合される。すなわち、コーナ２が所有し、コーナ１にはまだ関連していない情報（面、隣接を含む）はすべてコーナ１と併合し、コーナ２が有する重複する情報はすべて除去される。コーナ２自体（あるいは実際はその記録）も除去される。
ｄ）コーナ、面、および隣接梱包製品リストのアップデート
【００７０】
周知のように、新しい梱包製品が実際に定位置に置かれると、新しい隣接部材となるか、あるいは現存のコーナに対して新しい支持面を提供する。これらの可能性に対応するため、すべての現存のコーナに対し、面と隣接に必要な増強作業を完了してから検索を行う。
【００７１】
図２０は、アップデートが必要な例を表している。梱包製品が定位置に配置される前は、梱包製品Ａと梱包製品Ｂの上面に別々に付随する二つのコーナ１、２が存在する。梱包製品を配置することにより（梱包製品Ａの上面に付随する）コーナ１に対してのみならず、（梱包製品Ｂの上面に付随する）コーナ２に対しても新しい面を生成する。この面を増強しないと、これらのコーナはそれぞれ誤って一つの有効な面が欠けた状態になる。上記の例では、“配置する”梱包製品の上面である。
Ｂ）可能な配置すべての確立
【００７２】
上記のように、可能な梱包製品の配置の安定性と他の特性を評価した。従って、その特性を後で評価できるようにそのような配置を作るための手段を提供することが必要であることがわかる。
１）一般的配置オプション
【００７３】
本発明によると、梱包製品はコーナの中で異なった方法で配置することができる、または異なった“配置”ができる。これらの“配置”は、実際に梱包製品を積荷の山の上に置き、その結果の測定値を取るか、あるいはコンピュータを利用して行うことができる。同様に、梱包製品の配置に関する演算は、すべて梱包製品を実際に物理的に測定したものに依存しているということを知っておく必要がある。
【００７４】
図１９は、パレットの全長および全幅に延在するコーナにおける梱包製品の異なった可能な配置を表したものであり、従って、コーナの境界は、パレットの境界でもある。図１９に示すように、梱包製品は、位置“Ａ”および“Ｂ”で示したように、前のパレット（およびコーナ）の境界と同一面に配置することができる(前面揃え)。また、梱包製品位置“Ｂ”および“Ｄ”で表した右側パレットの境界に対して“右揃え”することもできる。あるいは、揃えても揃えなくても、中間のいずれかの場所を位置Ｅまで移動することもできる。梱包製品“Ｃ”は、揃えてもおらず、また移動もしていない。位置Ａは、前面揃えのみである。位置Ｂは、前面揃えと右揃えとなっている。位置Ｄは、右揃えのみである。
【００７５】
梱包製品の位置揃えは、本発明の重要な部分を達成するために行うものであり、パレットの境界内にできるだけ多くの空間を含むためのものであるということを理解しておかなければならない。梱包製品の位置揃えにより、少なくとも、最も外側の梱包製品の位置が、この出願の他の場所で述べている梱包製品積載決定によって評価できるようになる。
【００７６】
移動は、位置揃え決定が完了した後にのみ行われるということが理解できよう。さらに、コーナの中の移動方向は、位置揃え決定が完了した後の梱包製品の配置によって異なる。例えば、図１９を見ると、梱包製品の配置が位置“Ｂ”に揃っている(前および右方向の移動)場合、移動は後および左の方向のみ可能となる。また、梱包製品が位置揃えされておらず、位置“Ｃ”に残っている場合は、前および右方向の移動のみが可能である。位置“Ａ”からは、後および右方向への移動のみが可能であり、位置“Ｄ”からは前および左の位置揃えのみが可能である。
【００７７】
パレットの境界に梱包製品を位置揃えするための判定基準がある。ほとんどの場合、ぴったりと堅固に積載するためには、梱包製品を隣接する梱包製品に対して２面接触させるか、もしくはパレットの内側の境界に配置するのが好ましい。しかし、配置された梱包製品が外側の境界の近くにある場合は、梱包製品は、前の境界まで、もしくは側面の境界まで、あるいはその両方までずっと位置揃えすることができる。このような場合、下の支持面が外側の領域まで達しない場合には、梱包製品のうちの一部を張り出させ、下から支持せずに、梱包製品のエッジをそれらの面の外側の境界に位置揃えさせることができる。このような位置揃えの利点は、現在積載さられている梱包製品の層(現在の積載層)の水平方向の広がりを最大限にし、次に積載する層の基礎となるという点である。境界位置揃えを行わないと、先細りの積載となり、不利益となりうるということが理解できよう。
【００７８】
特定の方向に沿った境界までの梱包製品の位置揃えは、境界の間隙の寸法、すなわち梱包製品とパレットの境界との間の間隙によって異なる。間隙が存在しない場合(梱包製品とパレットの境界との間にもう一つの梱包製品がある場合)、少なくともその方向には位置揃えは行われない。
【００７９】
例として前面位置揃えを挙げてみる。再び図１９を参照してみると、前面の間隙１９２が別の梱包製品を配置するのに十分な大きさである場合、その間隙は配置目的では依然として有用であり、それを位置あわせに使用することは非効率的であるため、配置する梱包製品をパレットの前面の境界に位置合わせしてはならない。しかし、間隙１９２が、梱包製品の平均幅の６分の１(１／６)未満のように、無視できるほどの大きさである場合は、位置揃えに欠点がある場合もあるため、配置する梱包製品は必ずしも前面に位置揃えする必要はない。梱包製品を前面に位置揃えすると、それが例え短い距離でも、前の梱包製品と後の隣接する梱包製品との間の側面の接触は損なわれる傾向にあり、積載の安定性も劣化する。本発明は、間隙がかなり大きく、無用であり、配置する梱包製品をパレットの前面の境界に位置合わせするべき場合のみを見分ける。
【００８０】
さらに、本発明による前面の位置揃えの決定は、前面に不安定な塔を作らないという規制を受ける。これは、支持している下の梱包製品が、後の隣接する梱包製品と接触しているか、あるいはそれ自体の寸法が非常に大きくなければならないという、本発明による条件（後に詳しく説明する）を利用することによって保護される。
【００８１】
配置する梱包製品の支持梱包製品がその後の隣接する梱包製品と接触しているか、もしくはそれ自体の寸法が非常に大きい場合は、前面位置揃えを行うことにより、現在積載している層に間隙を作ってしまうが、少なくとも前の層が堅固であれば、その積載は依然として安定する。しかし、配置する梱包製品の支持梱包製品が後の隣接する梱包製品と接触しておらず、寸法も大きくない場合には、配置する梱包製品はパレットの前面の境界に位置揃えすべきではない。さもないと、配置する梱包製品によってできた新しい間隙によって積載の安定性が低下することになる。
２）パレット前面境界位置揃え
【００８２】
図２１に示すように、パレット境界位置揃えを行うか、あるいは工程２１１で述べているようにその原点に残すかの最初の基本的な決定が下される。図２１の工程２１２で示すように、梱包製品がパレットの上面の境界にある場合は、その梱包製品の上に梱包製品を置く必要がないので位置揃えは行わない。
【００８３】
梱包製品が上面の境界にない場合、工程２１３で配置する梱包製品と前面の境界との間の間隙（あれば）を計算する。この間隙の解析（後に図２２に関して説明する）に基づき、梱包製品を前面の境界に位置揃えするか否かを２２０（図２１）で決定する。この工程２２０については、後に図２２を参照しながら詳しく説明する。決定が“はい”である場合、工程２１４（図２１）で前面位置揃えが行われる。そうでない場合は、工程２１４はとばし、その特定のコーナにあるその特定の梱包製品に対する前面位置揃えに関する決定を最終的に下す。
３）パレットの面（あるいは“右”）境界位置揃え
【００８４】
次に側面位置揃えを行うか否かに関する同様の決定が下される。ここでも、工程２１５で計算した右側の間隙(パレットの右側の境界と配置する梱包製品との間)を利用して、工程２３０（図２１）で“右側位置揃え”の決定を下す。この工程２３０については、後に図２３を参照しながら詳しく説明する。その時点で、その特定のコーナにあるその特定の梱包製品に対する側面位置揃えに関する決定を最終的に下す。
４）移動
【００８５】
図２１に示すように、第１の決定は、梱包製品をコーナの原点の位置に置くか、それともそれをそのコーナ（およびパレット）のうちの一つの外側の境界に位置揃えするかに関して下される。対応する配置が安定していない場合は、コーナの中で前方への移動および／または側方への移動を連続して試行する。安定した配置を見付けたら、決定は、後に詳しく説明する“配置の比較と記録”に進む。
【００８６】
コーナの中における梱包製品の移動は、本発明に従って実行され、安定した配置を見つけるための重要なポイントとなりうる。梱包製品の移動は二つの垂直な方向の寸法、すなわち前後の寸法に沿ったものと左右の寸法に沿ったものに限られる。これらの移動の方法は類似しているため、図２４（Ａ）−（Ｆ）を参照して右の移動状態を例として挙げることにする。
【００８７】
説明しやすいように、まず、一つの寸法に沿った移動について図２４（Ａ）−（Ｆ）を参照しながら、後に図２５（Ａ）−（Ｄ）を参照しながら説明する二次元移動（好ましくは）とともに論じることにする。図２４（Ａ）−（Ｆ）のグループは、本発明により、一つの方向に沿って“移動”している配置梱包製品位置（Ｘで示す）を含む、複数の梱包製品２４０の一連の側面図である。  それぞれの面（この場合、定位置についた梱包製品の上の面）に対し、
左側エッジが張り出す、
左側エッジが揃う、
左側エッジが重なる、
右側エッジが張り出す、
右側エッジが揃う、
右側エッジが重なる、の
６つの異なる“移動”位置が考えられる。
【００８８】
“左側エッジが張り出す”とは、図２４（Ｂ）に示すように、配置する梱包製品の左側のエッジが下の梱包製品に対して張り出すことを意味する。
【００８９】
“左側エッジが揃う”とは、図２４（Ｃ）に示すように、配置する梱包製品の左側のエッジが下の梱包製品の左側エッジと揃うことを意味する。
【００９０】
“左側エッジが重なる”とは、図２４（Ｆ）に示すように配置する梱包製品の左側エッジが下の梱包製品と重なることを意味する。
【００９１】
“右側エッジが張り出す”とは、図２４（Ｅ）に示すように、配置する梱包製品の右側エッジが下の梱包製品に対して張り出すことを意味する。
【００９２】
“右側エッジが揃う”とは、図２４（Ｄ）に示すように、配置する梱包製品の右側エッジが下の梱包製品の右側エッジと揃うことを意味する。
【００９３】
“右側エッジが重なる”とは、図２４（Ａ）に示すように、配置する梱包製品の右側エッジが下の梱包製品と重なることを意味する。
【００９４】
梱包製品の張り出した部分は配置する梱包製品の幅全体に比例するように割り当てられるが、希望があれば、一定値でもよい。本発明の実施例の一つでは、図２４に示すように、配置する梱包製品の幅の５分の１（１／５）である。
【００９５】
梱包製品の重なった部分もまた、配置する梱包製品の幅全体に比例するように割り当てられるが、希望があれば、一定値でもよい。本発明の実施例の一つでは、図２４に示すように、配置する梱包製品の幅の４分の１（１／４）である。
【００９６】
本発明の実施例の一つでは、移動の順番は、配置する梱包製品の、左側のカバーの境界からの距離によって決定する。言い換えれば、移動は常に、特定の寸法に対し一つの方向にのみ行われ（２次元移動については簡単に説明する）、次に選ばれる移動位置は、上記の６つの位置の右隣の位置である。箱の寸法がさまざまである場合は、上記の位置間の移動の順番は、同じではないということは理解できよう。例えば、配置する箱が、下の支持面を提供する箱より幅が広い場合、図２４（Ｃ）および図２４（Ｄ）に示すように、右側エッジの位置揃えが、左側エッジの位置揃えの後ではなく、左側エッジの位置揃えの前に行われる。
【００９７】
図２４（Ａ）−（Ｆ）は右側移動を表し、従って、配置する梱包製品の位置は（配置する梱包製品の左側と最も背が高い箱の右側の間に面接触している）図示していない元の位置から右に移動するため、図２４（Ａ）の移動位置が実際に考慮されることはない。しかし、図２４（Ａ）は、Ａのような特定の支持梱包製品に対する６つの移動位置の関係を表すためにここに示したものである。初めに安定した位置が見つからないかぎり、配置する梱包製品とボックスＡとの間の同様の６つの移動位置が、配置する梱包製品とボックスＢとで試される。
図２５（Ａ）−（Ｄ）を見れば、本発明は２次元移動を意図していることがわかる。２次元移動（右への移動と前への移動）の場合もまた、次のような前方移動のタイプがある。
後側エッジが張り出す、
後側エッジが揃う、
後側エッジが重なる、
前側エッジが張り出す、
前側エッジが揃う、
前側エッジが重なる。
【００９８】
従って、それぞれの配置梱包製品／支持面の組み合わせは３６通り（６×６）あるということが理解できよう。
【００９９】
図２５（Ａ）−（Ｄ）は、配置する梱包製品の位置（太線にて表示）を含む複数の梱包製品２５０の一連の平面説明図であり、図２５（Ｂ）−（Ｄ）は本発明により“移動”した後の位置を表している。図２５（Ａ）は、梱包製品がその元の位置にあるところを表し、図２５（Ｂ）はその梱包製品を、右側エッジが支持梱包製品Ｂ上に重なるように右に移動したところを表し、図２５（Ｃ）は、梱包製品を、前側エッジが支持梱包製品Ｃに重なるように前に移動したところを表し、図２５（Ｂ）は、梱包製品を、右側エッジが支持梱包製品Ｂ上に重なるように右に移動し、さらに前側エッジが支持梱包製品Ｃに重なるように前に移動したところを表している。ここには示していないが、他の中間移動位置もあるということを理解しておく必要がある。
【０１００】
また、移動は、それぞれの寸法に対し、一方向にのみ行われる。移動の順番は、梱包製品の寸法特性による。可能なすべての配置の中で、配置するボックスと後コーナの境界との間および左コーナの境界との間の距離が短ければ短いほど、配置が早く試行される。
Ｃ）安定性検査
【０１０１】
“安定性検査”はここで述べる任意の寸法の梱包製品積載作業で重要な役割を果たす。安定性検査基準が厳しすぎると、梱包製品をあまり積載されず、パレットが空隙だらけになってしまう。逆に、安定性検査基準が甘すぎると、積載した梱包製品は実際に不安定になって落下する可能性がある。本発明による方法は、これら二つの関係の間のバランスをとり、演算速度に関しては能率よく保つことを意図している。
【０１０２】
安定性検査の工程のフローチャートは、図３０に示す通りである。フローチャートでは、特定の可能な梱包製品の位置に対し、“安定している”か“不安定である”かを考慮して、その安定性を評価する。完全な工程には、次のような判断が含まれる。すなわち、１）表面支持のパーセンテージを特定する（工程３０１）、２）重心領域を計算する（工程３０４）、３）有効な支持面の境界を調べる（工程３０５）、４）側面の支持を調べる（工程３０６）、５）支持面の配分を調べる、および６）支持面の多角形を調べる（工程３２４）の６つである。
１）表面支持のパーセンテージを調べる
【０１０３】
定位置につくと、積載された梱包製品は下の梱包製品によって提供される複数の支持面によって支持することができる。梱包製品を積載し、安定させるためには、下からの十分な表面支持のしきい値が必要となる。本発明の一つの特性によると、このようなしきい値を安定性の検査の一部として使用する。図３０に示すように、直接支持面の合計面積と配置する梱包製品の底面の面積との間の比が、あるパーセンテージよりも低い場合、配置する梱包製品は不安定であると判断される（工程３０３）。梱包製品が重くなると、必要なパーセンテージはそれに比例して高くなる。本発明のある実施例によると、重量が３７０ポンドの梱包製品の場合は、そのパーセンテージを約６５％とし、重量が３ポンドまでの梱包製品の場合は約５０％としている。その間の重量の梱包製品に関しては、直線補間で求めることができる。
【０１０４】
直接支持面の面積は、次のような方法で計算する。まず、配置する梱包製品の境界、または“足跡”内の支持面の最大高さについて検索する。次に、見つかった支持面すべてに対して再評価を行い、高さが最大高さに対して０．５インチ程度の一定の許容範囲内にあるもののみが直接支持面と判断される。これは、前に述べた“橋かけ”の概念と類似している。
直接支持面の面積が予め選択したしきい値(工程３０２)を下回る場合は、その梱包製品は不安定と判断され（工程３０３）、安定性検査は完了する。その領域がしきい値を超えている場合は、安定性検査はその次の工程へと進む。
２）重心領域の計算
図３０および図３１について説明する。安定性検査の次の工程は、梱包製品の重心領域の使用に関する。実際の重心の重力ベクトルの、その幾何学的中心からのオフセットは、この重心領域を通過すると推測することができ、重心領域とは、図３１の３１０で示すように、梱包製品の底面の幾何学的中心に中心をとった、矩形の短い辺に半円をつなげた形状であり、梱包製品の底面に平行である。図３１に示すように、その範囲内の矩形の寸法ＬおよびＷは、それぞれ、梱包製品の底面の対応する寸法のパーセンテージで表すことができる。
波形梱包製品の積載においては、許容できる支持面を超えた張り出しは、梱包製品の重量に敏感に反応する。重量の重い梱包製品がその支持境界を超えて張り出している場合は、梱包製品は、そのエッジで折れ曲がったり、不安定を引き起こす可能性がある。従って、本発明の実施例の一つによると、重心領域の寸法は、梱包製品の重量に比例して増加する。梱包製品が重ければ重いほど、重心領域が広くなる。本発明の実施例の一つによると、その寸法は、重さ７０ポンドの梱包製品に対し、梱包製品の底面寸法の５０％としており、また、重さ２０ポンドの梱包製品に対しては、梱包製品の底面の３０％としている。重量制限が重さ２０ポンドから７０ポンドまでの梱包製品に対応するパーセンテージとして、３０％と５０％の間の直線補間で求める。例として図３１を挙げると、パーセンテージ５０％を使用すると、重心領域のＬおよびＷの値は、梱包製品の底面の長さと幅の値それぞれの半分となる。
梱包製品の重心領域を算出したら、それを保存し、後に安定性検査で評価する際に使用する。
３）有効な支持面の境界を検査する
【０１０５】
図３０の工程３０５で見られるように、本発明の実施例の一つには、有効支持面境界の評価と使用が含まれる。図３２に示すように、梱包製品の有効支持面とは、パレット面まで間が空くことなく有効に梱包製品を支持する梱包製品の支持面のことであり、より大きい押下力を支えることができる。図３２は、縦に積載した梱包製品の塔３２０の有効支持面３３４を示しており、ここに示す例では、積載した梱包製品のすぐ下の梱包製品３３２が提供する直接支持面３２９より小さい。
【０１０６】
次に図３３（Ａ）−（Ｃ）について説明する。梱包製品３３６が第１の層の複数の梱包製品３３５によって支持されている時、配置する梱包製品の有効支持面境界は、図３３（Ａ）の斜線で示した領域３３７のように、矩形の支持面の組を囲んだ最小の凸型多角形となる。この配置する梱包製品を利用して第３の層の次の梱包製品を支持し、この次の梱包製品は、第２の層の別の梱包製品３３６にも支持されていると仮定する（図３３（Ｂ））。この仮定の下では、次の梱包製品３３７に対する有効支持面は、図３３（Ｃ）の影の付いた領域３３９で示すように、その支持面の凸型多角形の組を囲む最小の凸型多角形となる。
【０１０７】
察知できると思うが、複数の多角形の併合は、比較的長い計算を必要とし、時間の浪費につながる。計算を簡素化するために、有効支持面の境界は、下の有効支持面すべてを囲む矩形によって近似的に表すことができる。このような近似法により、図３３（Ａ）−（Ｃ）で示す有効支持面の境界を、対応する図３４（Ａ）−（Ｃ）で示すようなおよその形状に変換することができる。本発明の実施例の一つでは、この近似値を有効支持面境界（３４９で示す）の値として使用することができる。
【０１０８】
図３４（Ａ）−（Ｃ）では、３４７のような斜線領域は、第２の層の梱包製品に対する近似有効支持面であり、より暗い陰影で表した部分３４９は、その次の梱包製品（図示せず）に対する（近似）有効支持面である。
【０１０９】
工程３０５では、有効支持面境界を求めたら、工程３０４で求めた重心領域と比較する。重心領域が有効支持面の中に含まれている場合は、工程３０５の“はい”となり、工程３０８へ進む。次に示すように、工程３０８が工程３０５から“はい”という値を受け取った場合、あるいは工程３０６（側面支持）から“はい”という値を受け取った場合は、安定性検査を継続する。そうでない場合（両方ともいいえの場合）、梱包製品は工程３１１で不安定であると判断される。
【０１１０】
近似矩形が有効支持面の多角形よりずっと大きい場合も考えられる。従って、重心領域が矩形の領域の中にあっても、多角形の領域の外側にくる場合もあり、その場合は、梱包製品は安定しない。梱包製品の安定性を確認するには、後に説明する安定性検査で直接接触面の配分をさらに評価する。
４）側面支持を調べる
【０１１１】
上記のように、（近似）有効支持面境界が完全に配置する梱包製品の重心領域を含まない場合でも、梱包製品は、側面支持が適切であれば安定する。
【０１１２】
側面支持は、配置する梱包製品が横に落下しないように防ぐための堅固な側面接触である。梱包製品には、左、右、後、前の４つの側面支持が考えられる。それぞれの側面支持検査も安定性検査の一部である。
【０１１３】
側面接触があるかどうかを判断するため、直接隣接する梱包製品（隣接梱包製品）の間で検索を行う。図４８Ａおよび４８Ｂで示すように、隣接（現存の）梱包製品の側面が配置する梱包製品と十分に重なっている場合、側面接触はあると判断される。本発明の実施例の一つでは、図４８Ａに示すように、隣接する梱包製品が配置する梱包製品の高さに対し、１／３などのように、ある分数値を超えた縦方向の重なり部分を有する場合は、配置する梱包製品がその上縁または下縁に接触しているか否かに関わらず、十分な側面重複があると判断される。さらに、図４８Ｂに示すように、隣接梱包製品は、配置する梱包製品の側面寸法の１／３などのようなある分数値を超えて重なっていなければならない。
【０１１４】
図４１は、配置する梱包製品Ｐの可能な配置を表したものであり、すでに配置されている梱包製品ＡおよびＢの上に配置しようとしている。図示の如く、梱包製品Ａは、配置する梱包製品Ｐに対して側面力ＳＦをかけているが、これでは梱包製品Ｐが支点ＰＰの周りを回転して梱包製品Ｂから“落下する”のを防ぐには不充分である。
【０１１５】
Ａのような隣接する梱包製品によって提供される側面支持力は、摩擦係数と累積側面重量の積を求めて算出する。摩擦係数は、ボール紙の梱包製品の場合は約０．２と、実験的に選択できるが、累積側面重量は注意深く算出する必要がある。累積側面重量には、その側面上の接触している梱包製品すべての重量が含まれ、それらの側面が接触している梱包製品の上部で支持されている梱包製品すべての全重量または部分重量を加える。梱包製品の部分重量は、その梱包製品が他の梱包製品によっても下から支持されている場合に使用する（重量の配分は均等であると仮定する）。側面接触梱包製品は、反対側で他の梱包製品と接触している場合があり、さらに他の梱包製品を上部に支えている場合もある。同じ規則に基づいて、関連する梱包製品の全重量または部分重量を累積側面重量の計算に含める。
【０１１６】
次に例として図４２について説明する。配置する梱包製品Ｐを、梱包製品Ａの自由な垂直面に接し、部分的に梱包製品Ｈに載せ、梱包製品ＧとＨの間の間隙の上方に位置するように配置しようとしていると仮定する。梱包製品Ａの累積側面重量は梱包製品Ａ、梱包製品Ｃ（梱包製品Ｃの隣）、梱包製品Ｂ（梱包製品Ｃの上）、梱包製品Ｅ（梱包製品Ｃの隣）および梱包製品Ｄ（梱包製品Ｅの上）の総和である。梱包製品ＦおよびＧは、配置する梱包製品Ｐと側面の重なりはなく、梱包製品Ａの累積側面重量には関係がない。
【０１１７】
配置する梱包製品は隣接する梱包製品や接触している梱包製品の累積側面重量に影響するだけでなく、支持している梱包製品の累積側面重量と、支持している梱包製品にも影響する。従って、アップデートを行う必要がある。計算効率を改善するため、累積側面重量はすべて、新しい梱包製品が重ねられるたびにアップデートする。配置する梱包製品の重量を、接触しているすべての梱包製品の累積側面重量に加える。これらの梱包製品は、反対側で他の梱包製品と接触している場合もあり、その場合には、配置する梱包製品の影響を受ける境界内にある限り、その重量を、さらにそれらの他の梱包製品にも加算する。しかし、これは湖の表面で起きる波面の伝播の作用に似ている。重量の伝播の過程毎に、しきい値が割り当てられる。すでに調べた梱包製品は与えられたしきい値と同じ番号を付ける。すでにしきい値に達したことが分かると、この伝播の過程において同じ梱包製品についてさらに調べることはない。
【０１１８】
側面接触がわかったら、可能な支軸エッジ上の力の均衡のモーメントに関する検査を行う。まず、有効な支持面に最も近い境界に対応する回転の支軸となるエッジが見つかるまで、支持している梱包製品を下方向に検索する。第２に、直接または間接的に支持しているすべての梱包製品の支軸エッジにかかる力のモーメントを計算する。この計算では、現行の梱包製品の重心が、接触している側に近い重心領域のエッジにあると仮定している。第３に、側面接触の影響を受ける支軸エッジにかかる力のモーメントを計算する。
【０１１９】
縦に重なった梱包製品の列には複数の側面接触が存在する場合があり、それらの接触に関する側面モーメントを計算する場合には注意が必要である。縦一列の梱包製品に二つの側面接触があり、一つは上方の層にあり、ひとつは下方の層にあると仮定する。上方の層に接触している梱包製品の重量と、その上の追加の重量を、下方の層で接触している梱包製品の累積側面重量から差し引かなければならない。
【０１２０】
その結果得られた力のモーメントが梱包製品を側面の隣接梱包製品に向かって回転せしめ得る場合は、その梱包製品は安定していないことになる。そうでない場合は、側面支持は確立したと判断される。
【０１２１】
このような計算の例を、図３８に示してある。図示の如く、図３８の梱包製品２、３、４、および５はすでに定位置にあり、梱包製品１が、これから配置しようとしている“配置する梱包製品”である。図３８の梱包製品３および４はパレットのような共通支持面の上に位置している。梱包製品２は一部を張り出して梱包製品の上に載っている。梱包製品５は、梱包製品４の上に張り出し部分なく載っている。配置する梱包製品１は梱包製品２の上から張り出し、点Ｌに集中すると思われる接触による力で梱包製品５に側面接触している。点線は、配置する梱包製品１の有効支持面の二つの境界を示している。有効支持面の境界の上に位置する点Ｄについて、モーメントを計算する。モーメントの計算には、梱包製品１および２の重量も含まれる。梱包製品１は、梱包製品５が、梱包製品１が支点Ｄの回りを旋回しようとする時にかかる横方向の力によって側方に落下しなければ、適切な側面支持が得られていると仮定される。
５）直接支持面の配分を調べる
【０１２２】
ここで再び図３０に戻る。上記の工程３０９の“落下？”チェックの後、本発明によるある工程では、梱包製品の直接支持面の配分を調べる。直接支持面検査の目的は、現行の梱包製品の安定性を検査するだけでなく、配置する梱包製品が下から十分支持されており、その後の梱包製品も安定してその上に積載することができるようにすることにもある。全体を３１２（図３０）で示す直接支持面検査には、梱包製品角部支持検査（工程３１２）と梱包製品エッジ支持検査（工程３１４）の二つの部分が含まれ、その両方について、図３５を参照しながら説明する。
【０１２３】
図３５Ａで示すように、梱包製品角部支持検査を行う際には、配置する梱包製品の底面の、梱包製品の外形の角部に４つの同一の窓部３５１を確立する。それぞれの窓部３５１は梱包製品の外形３５０の幅の１／４と、長さの１／４で構成される。これらの窓部の中に直接支持面の一部が含まれる限り、拡張窓部３５２を使って重なりの状況を判断する。それぞれの拡張窓部３５２は、梱包製品の“足跡”の幅の３／８と長さの３／８で構成される。拡張窓部３５２において、直接支持面すべてとその重なりを調べる。最低重なり寸法がしきい値を超える場合は、梱包製品の角部に堅固な支持が確立されたと見なすことができる。小型の梱包製品の場合は、しきい値は、例えば拡張窓部３５２の寸法の６０％というように窓部の寸法と関連付けることができる。希望があれば、前述の窓部の寸法としきい値を変化させて、異なった幅の安定性を確保することもできる。
梱包製品が四つの角部あるいは三つの角部で支持されており（工程３１５）、直接支持面の合計面積と配置する梱包製品の底面の合計面積の間の比が、例えば７０％などのように十分な大きさである場合（工程３１７参照）、梱包製品は、安定していると見なされ、安定性検査が完了する。そうでない場合は、工程３１４のエッジ支持計算を使って梱包製品のエッジ支持検査３１４を行う。
【０１２４】
梱包製品エッジ支持検査自体は、堅固なエッジの支持検査と柔らかいエッジの支持検査の二つの検査からなる。後に詳しく説明するように、工程３２２では、堅固なエッジの支持状態と柔らかいエッジの支持状態とを調べて、後に説明するような方法で評価する。
【０１２５】
堅固なエッジの支持検査を行う際は、配置する梱包製品の４つのエッジに対し、（ａ）このエッジに沿って、梱包製品の角の窓部３５１（図３５Ａ参照）が二つとも支持されているか、もしくは（ｂ）このエッジに沿って側面支持が存在し、下の支持面がそのエッジに十分近接している場合は、そのエッジは堅固に支持されていると見なされる。“十分近接している”とは、最も近い支持面が、例えば支持面の寸法３分の１など、ある一定の間隙の範囲内であることを意味するものとして定義することができる。
【０１２６】
ここで図３５Ｂについて説明する。柔らかいエッジの支持検査は、梱包製品角部支持検査と類似している。図３５Ｂに示すように、配置する梱包製品表面のそれぞれのエッジに沿ってエッジ窓部３５６が確立しており、その長さはそのエッジの長さと等しく、他の表面寸法側の１／４までに設定される。この窓部の中に入る支持面がある場合は、この工程は、拡張窓部が支持面と重なる長さを計算する。拡張窓部３５７はエッジの長さであり、ある実施例では、他の表面寸法の幅の３／８としている。重なる面積の最低寸法が、例えば１．５インチなど、ある一定の間隙を超えている場合は、支持面は、拡張エッジ窓部と十分重なっていると判断される。従って、重なる面積は、少なくとも１．５インチ×１．５インチとなる。小型の梱包製品の場合は、しきい値は窓部の寸法に比例して調整することができる。重なりの長さは、支持面が広がる最大長さである。梱包製品は、重なりの長さが、例えば梱包製品のエッジの長さの１／４などのような、ある一定の許容値を超えた場合は、柔らかいエッジを有するものと判断される。
配置する梱包製品は前後の寸法と左右の寸法を有している。梱包製品安定性検査のエッジ支持検査工程３２２では、梱包製品がどの方向にもひっくり返らないようになっていなければならない。それぞれの寸法において、梱包製品は一つの堅固なエッジによる支持、反対側に少なくとも一つの柔らかいエッジによる支持を有していなければならず、そうでない場合は、工程３２３で示すように不安定であると判断される。例として左右の寸法を挙げると、配置する梱包製品の左側に堅固なエッジ支持がある場合、右側には少なくとも柔らかいエッジによる支持がなければならないが、堅固なエッジによる支持でも可能である。同じことが前後の寸法においても言える。
６）重心領域と直接支持表面多角形の比較
【０１２７】
図３０に戻るが、エッジ支持検査工程３２２が完了したら、本発明によるその後の工程には、図３９に示すような、重心領域が完全に直接支持面の多角形の中におさまるか否かを調べる工程も含まれる（工程３２５で決定）。
【０１２８】
前に述べた梱包製品エッジ検査では、梱包製品が梱包製品の側面に平行でない任意のエッジでひっくり返らないという保証はできない。それを保証するために、直接支持面（矩形と仮定する）から、回りを囲む多角形（図３９の斜線のついた多角形参照）を構成することができる。重心領域（図３１参照）が完全に直接面の多角形の中に入っていれば、梱包製品は図３０に示した解析から、安定していると判断することができる。そうでない場合は、梱包製品は工程３２７で不安定であると判断され、安定性検査が終了する。
【０１２９】
矩形の表面からの直接表面多角形の構成は、二つの工程からなる。第１の工程は、それぞれの面を走査し、前後左右の梱包製品境界エッジを検索する工程である。図３９に示した例では、これらのエッジは、線ＦＢ、ＢＧ、ＤＨ、およびＤＥによって形成される。二つのエッジが同じ線上にある場合は、それらは併合されて一つのエッジとなる。この工程の後、図３６に示すように、最大で８つの頂点ができあがる。二つのエッジが一つの梱包製品の面から構成されている場合は、点ＢとＤの場合のように２つの頂点を減らして交点とする。
【０１３０】
さらに図３９を見ると、点線で示すような追加の第３の箱を二つのレベルＩの箱によって形成された“コーナ”に置く場合に、点“ｘ”が多角形の線ＨＧの外側に延在する場合は、点Ｘが追加の頂点となる。
【０１３１】
第２の工程では、それぞれの面を再走査し、上記の４つのエッジからなる凸型多角形の外にある追加の４つの頂点を検索する。例えば、それぞれの面の４つのコーナポイントを後方左のコーナ、後方右のコーナ、前方左のコーナ、前方右のコーナと分類する。同様に、例えば、構成された多角形の斜めのエッジを後方左のエッジ、後方右のエッジ、前方左のエッジ、および前方右のエッジと分類する。ここで、それぞれの面のコーナポイントとそれに対応するエッジとを調べる。コーナポイントが対応するエッジを超えて延在する場合は、そのコーナポイントは上記のように追加の交点とする。理屈からいえば、同じ斜めのエッジを超えて複数の点が存在し得るが、可能性は低い。計算の負担を軽減するため、第１のポイントのみを登録する。この検索と構成の後、実際には、１２の異なる頂点すべてを有する多角形を得ることはほとんど不可能である。なぜなら、その場合、その該当する梱包製品は少なくとも８つの異なる梱包製品によって支持されていなければならないからである。しかし、考えられるこれら４つの追加の頂点は、図３７に示してある。
【０１３２】
支持面の多角形が構成されると、工程３２５で重心領域がすべての斜めのエッジの中にあるかどうかを調べ、その結果が工程３２７で“安定している”または工程３２６で“不安定である”と判断される。
Ｄ）配置の評価
１．概説
【０１３３】
上記のように、梱包製品を測定し、コーナが形成され、複数の安定した可能な梱包製品の配置位置が決まったと仮定したら、事前設定したパラメータを有する“最良”の配置位置を見付けるために、安定した可能な配置位置をそれぞれ評価する。この評価は、図４５および４６で参照した“性能指標”を使って行い、この指標は、図３で示した“位置検索”工程で、最初に出会った特定の梱包製品／方向／コーナの組み合わせを有する安定した可能な梱包製品配置位置に割り当てられる。このような“最初に出会った”安定した配置のことを、この出願の目的から、“指標付き配置”と呼ぶ。最高の性能指標が付いた“指標付き”配置は、すべての梱包製品／方向／コーナの組み合わせに対する“最良の”配置として選択され、それに付随する梱包製品が実際にアキュムレータ・コンベヤからピッキングされ、後に詳しく説明する選ばれた位置に配置される。すべての指標付き配置に対してすべての性能指標を累積し、すべての指標を一度に比較することも考えられる。しかし、本発明による一つの実施例では、計算効率のため、“比較と記録”工程１１０（図３）を使用して、より高い性能指標付の付いた指標付き配置が見つかるまで、記憶装置内で最も高い性能指標を維持する。その時点で、前に保存した性能指標は、より高い現行の指標と置きかえられる。特定の梱包製品／方向／コーナの組み合わせの範囲内ですべての指標付き配置位置を評価したら、性能指標が最も高い指標付き位置が記憶装置内に残る。この手順自体は、すべての梱包製品／方向／コーナの組み合わせが評価されるまで繰り返される。その時点で、考えられるすべての梱包製品／方向／コーナの組み合わせにおいて最も高い指標のついた配置がコンピュータの記憶装置内に入る。その特定の指標付き配置は、その特定の梱包製品／方向／コーナの組み合わせにおける“最良の”配置として選ばれ、配置の評価は完了する。
図４５を見ると、本発明により提供された一つの重要な機能に、統計を基準とした無次元測定とそれに基づく決定が含まれることがわかる。本発明によると、発明の積載方法はシステム内に送られ、システムを通って供給されたすべての梱包製品に対して、梱包製品の平均長さ、幅、高さ、面積、容積などのような、統計的測定値を記録する。さらに、現在バッファ内にある梱包製品に対してもそれと同じ測定値を記録する。
【０１３４】
配置する梱包製品を評価する場合、上記の統計的測定値を使用して配置する梱包製品の同じ測定値と比較する。測定に関わる梱包製品の寸法、すなわち梱包製品の幅、梱包製品の面積などは、梱包製品の幅と梱包製品の平均幅との比や、梱包製品の面積と梱包製品の平均幅との比などのような無次元の測定値に変換される。梱包製品が小さすぎるか、細すぎるか、あるいは広い面積を使いすぎるかなどのような判定がこれらの無次元測定値のしきい値（きれのよい、もしくは多値）に基づいて計算される。
【０１３５】
このような統計に基づいた測定および評価技術は、二つの利点をもたらす。まず、そこで使用する配置評価法は、方法全体が特定の梱包製品の長さや幅に依存していないため、寸法の異なる梱包製品を処理することができるという点である。第２に、現行の配置を決定する場合、積載方法には可能な将来的配置に対する影響も考慮するという点である。バッファには入手可能な梱包製品のデータが非常に限られているため、統計を基準とした測定技術により、将来的に搬入される梱包製品を正しく推測することができる。
【０１３６】
図４６を見ると、性能指標にたどり着くまでに本発明による様々な要素が使用されている。これらの要素には、レベル指標、テーパ指数、可能なレベリング梱包製品計数、配列、領域満載率、梱包製品面積、梱包製品容積、寸法有効範囲、表面橋かけ、固定面積、固定容積、隣接梱包製品への間隙、梱包製品の古さ、可能なフィールド、梱包製品の重量、上限距離などを含む。後に記すように、これらの要素の一部は、それ自体が複数の要素を含む場合もある。
【０１３７】
上述の要素に、それぞれ、図４６においてＷ１-Ｗ１６で表した対応する重み係数をかけ、その積を足して上記のような性能指標を求める。重み係数については図４７に示している。
２．レベル指標要素
【０１３８】
本発明の実施例の一つでは、レベル指標を使用する。このレベル指標に伴うボーナスとペナルティを使って、“シェルフローディング”を促進する。シェルフローディングでは、それぞれの梱包製品が現存の梱包製品に対して密接して配置されるのが好ましく、一方、上面の高さは単調な下り階段の形状を有する。最も高い梱包製品は、内側（後方左側）の境界に配置するのが好ましい。  このような単調な下り階段形状の利点には、二つの局面がある。まず、次の梱包製品を配置する自由空間が、パレットの外側（前方右側）境界にまで及ぶ。梱包製品を空間に嵌めこむ際により多くの選択肢があり、ロボットによって行われる梱包製品の挿入時に、隙間の問題が起きる可能性が少ない。第２に、単調な下り階段形状は安定した形状であるということが分かっている。それぞれの梱包製品は配置した時点では、一面が支持され、残りの梱包製品が配置されると両側が支持される（境界は除く）。個々のレベル指標の組をそれぞれの側に確立することができる。すると、これらの指標は結果のレベル指標に結合され、ＬＥＶＥＬ  ＡＬＬ、ＬＥＶＥＬ  ＳＩＤＥ、ＢＥＬＯＷ、ＡＢＯＶＥ、ＢＬＯＣＫ  ＢＡＣＫ、あるいはＮＯ  ＮＥＩＧＨＢＯＲなどの値をとる。
（ＬＥＶＥＬ  ＡＬＬ）
【０１３９】
ＬＥＶＥＬ  ＡＬＬは、配置する梱包製品の高さが、両側の隣接梱包製品および後の隣接梱包製品と同位であることを意味する。
（ＬＥＶＥＬ  ＳＩＤＥ）
【０１４０】
ＬＥＶＥＬ  ＳＩＤＥは、配置する梱包製品の高さが、横に隣接する梱包製品の少なくとも一方と同位であることを意味する。
（ＢＥＬＯＷ）
【０１４１】
ＢＥＬＯＷは、配置する梱包製品が、両側の隣接梱包製品および後の隣接梱包製品よりも低いことを意味する。
（ＡＢＯＶＥ）
【０１４２】
ＡＢＯＶＥは、配置する梱包製品が、両側の隣接梱包製品より高いが、隣接梱包製品をブロックしないことを意味する。
（ＢＬＯＣＫ  ＢＡＣＫ）
【０１４３】
ＢＬＯＣＫ  ＢＡＣＫは、配置する梱包製品が隣接梱包製品をブロックすることを意味する。
（ＮＯ  ＮＥＩＧＨＢＯＲ）
【０１４４】
ＮＯ  ＮＥＩＧＨＢＯＲは、コーナの周りに隣接梱包製品が存在しないことを意味する。
【０１４５】
図４７に示すように、最も高いボーナスは、ＬＥＶＥＬ  ＡＬＬの状態（１６００）に与えられ、２番目のボーナスは、ＬＥＶＥＬ（１１００）に与えられる。ＢＥＬＯＷには、僅かなペナルティ（−６００）が与えられ、ペナルティはＡＢＯＶＥ（−２６００）、ＢＬＯＣＫ  ＢＡＣＫ（−４０００）と増加する。
【０１４６】
上記の側面に隣接する梱包製品より高い場合のペナルティは、本発明でも使用している。梱包製品を、すぐ横の隣接梱包製品より上に突き出るように積荷の山の中間に置く場合、それは横のコーナの自由空間と交わることになる。両側には谷の形のコーナができる。梱包製品の挿入に関する厳しいロボット間隙規定では、そのようなコーナには梱包製品を挿入できないこともありうる。従って、両側には隙間ができ、いくつかの孤立した塔が垂直方向に延びていく。このような塔は、側面の支持がないため、本来不安定である。その後、そのような隙間に挿入できる梱包製品を見付けられても、間隙規定により、その隙間を満載した後にもより小さな隙間が残る。従って、厳しいペナルティが適用されるのである。
【０１４７】
また、後方隣接梱包製品をブロックする場合のペナルティも本発明で使用している。上記の側面に隣接する梱包製品より高い場合のパネルティに関する説明と同じ理由により、後方の隣接梱包製品をブロックする梱包製品も粗悪な配置である。この配置は、特に、梱包製品が前面にしか積載できない場合に特に有害であり、その場合、配置する梱包製品によってブロックされた領域は永久に利用できないことになる。
【０１４８】
前述のように、コーナには左側隣接梱包製品、右側隣接梱包製品、後方隣接梱包製品、および／または前方隣接梱包製品を有していてもよい。レベル指標はまず、両側の隣接梱包製品のそれぞれに対して算出される。これらの指標の計算方法は、類似している。次に、図５２に示すように、配置する梱包製品の、左側の隣接梱包製品との相対的高さの計算に焦点を当てて説明する。
【０１４９】
図５２に示すように、隣接する梱包製品は、配置する梱包製品から様々な距離にある可能性がある。ある実施例では（統計データの中にある）平均梱包製品幅の約０．７の距離を選んでいるが、受け入れるコーナの左側の境界から、ある距離の地点に線を引き、その線の範囲内もしくはその線に交わる部材は近位の隣接梱包製品と見なし、その線の遠い側にある部材は遠位の隣接梱包製品と見なす。計算する場合は、優先順位は近位の隣接梱包製品の方が高い。
【０１５０】
配置する梱包製品と側面が重なる（図５１参照）すべての部材に対し、最大高さ検索を行う。重なりのない部材は関係がない。関連する梱包製品が、配置する梱包製品よりも高いレベルにある場合もある。最大の高さを検索する場合、配置する梱包製品と高さが同位であるすべての隣接梱包製品を記録する。配置する梱包製品の高さが最大の高さを上回る場合は、レベル指標は試験的にＡＢＯＶＥとして分類される。また、最大高さと比較しておおよそ等しい場合は、  レベル指標はＬＥＶＥＬとして分類される。配置する梱包製品の高さが最大高さより低い場合は、レベル指標は試験的にＢＥＬＯＷとして分類される。
レベル指標がＢＥＬＯＷの場合で、梱包製品とおおむね同じ高さの隣接梱包製品が存在する場合、その同位の梱包製品が上部でブロックされていないことを確認するために、さらに検索を行う。ブロックされていなければレベル指標をＬＥＶＥＬに変更する。
【０１５１】
配置する梱包製品のレベル指標がＡＢＯＶＥである場合、さらに評価を行う。これまでは、近位の隣接梱包製品に基づいて調べてきた。近位の隣接梱包製品の上面に伴うコーナが有効なものであるかどうかという疑問が生じる。それらが梱包製品を配置するのに使用できない場合で、右側の配置はすべてＡＢＯＶＥであり、厳しいペナルティが課せられると断言できる場合は、遠位の隣接梱包製品上ではおそらく塔のような積載となる。これは好ましい状態ではない。したがって、近意の隣接梱包製品の上面に伴うコーナの価値をテストする。それらを使って梱包製品を配置できない場合は、配置梱包製品を遠位の隣接梱包製品と比較する。配置する梱包製品が遠位の隣接梱包製品の最大高さを下回る場合は、レベル指標は、ＢＥＬＯＷと分類される。
【０１５２】
右と後の隣接梱包製品に対しても同様のチェックを行う。後の隣接梱包製品の左側、または後の隣接梱包製品の右側、あるいは後の隣接梱包製品のすぐ前に有効なコーナが存在するかどうかをテストするため、考えられるすべてのコーナの間で検索を行う。座標スクリーニングの後、関連するコーナを選択することができる。続いてコーナの寸法とコーナの表面寸法をチェックする。さらに、試験的な配置をバッファの中の梱包製品に対して行う。ブロックされた領域に梱包製品の配置がある限り、配置する梱包製品はＢＬＯＣＫＢＡＣＫとして分類される。
３．テーパ指数要素
【０１５３】
図４６を見ると、梱包製品の配置を評価する場合、先細りの積載につながる梱包製品の配置を抑制するため、テーパ指数を使用する。先細りの積載になると思われる配置は、ペナルティの対象となり、それは、下に示すようなテーパ指数に比例する。問題の性質により、場合によってはテーパ指数はある測定値と比例し、また、場合によっては１グロスまたは数グロスのペナルティポイントとなる。図５４に示すように、本発明のある実施例では、テーパ指数は次のような要素に関する値の総和からなる。
下部ブロッキング                （図５６−５８参照）
細い梱包製品                    （図５９-６３参照）
階段                            （図６４−６６参照）
境界                            （図６７−７０参照）
広い間隙                        （図７２参照）
（下部ブロキング）
【０１５４】
下部ブロキング検査は、本発明のひとつの実施例によるテーパ指数を算出することにより行われる。図５６−図５８に示すように、下部ブロッキングは、コーナに配置された配置梱包製品が一端でもう一つの下側コーナをブロックしているときに起こり、それが配置する梱包製品のために部分的または完全に利用できないようにブロックされる。これは、積荷の山のどこでも起こり得ることであり、またどの方向にも起こり得る。図５７に示すように、梱包製品を、本来置くべきである下のコーナに置くことができそうにない場合には、計算“テーパ指数１”を行う。すなわち、１を図５４で加算したテーパ指数値の総和に加える。図５６で示したように“規則１”も適用する場合は、値Ｄ１／（ＷＡ／３）も加える。ここでＤ１は、下側コーナ表面のブロックされた最低水平方向長さであり、ＷＡは積荷の山とバッファ（アキュムレータ）のすべての箱の平均である。
（細い梱包製品検査）
ここで図５９−図６３を参照する。細い梱包製品検査は、本発明の実施例の一つによるテーパ指数を算出することにより行われる。図６１Ａ−図６１Ｂに示すように、隔離された細い梱包製品は上に梱包製品を載せるために使用できない幅の狭い段差を生む。生まれた間隙は、容積効率だけでなく、積荷の山の安定性をも損なう。間隙によって分離された二つの塔は、中身の詰まった積荷の山に比較すると一般的に安定性において劣る。
【０１５５】
本発明の実施例の一つによると、関連する寸法が例えば、梱包製品の平均幅の０．７を下回るなど、梱包製品の平均の幅よりずっと小さい場合は、その梱包製品は細いと判断される。細い梱包製品は、隣接する梱包製品と同位でない場合には気を付けなければならない。さもないと、片側の隣接梱包製品から離れた島ができあがってしまう。細い梱包製品がその片側の隣接梱包製品の高さに適合しなくても、あるいは、片側の隣接梱包製品から離れた島になってしまっても、細い梱包製品を配置した後にその細い梱包製品の反対側に配置させることのできる適合する梱包製品を見付けることができる場合もある。
【０１５６】
図６２Ａ−図６２Ｃについて説明する。いずれかの梱包製品を反対側に配置して細い梱包製品の高さに適合させることができるかどうかを見るため、バッファで検索を行う。このような高さの適合は、隣接するコーナがその配置する梱包製品に十分接近している限り、現行のコーナと同じレベル（図６２Ａ）、現行のコーナより低いレベル（図６２Ｂ）、あるいは現行のコーナより高いレベル（図６２Ｃ）で起きる可能性がある。このような適合ができると、細い梱包製品はほとんどの場合将来的に間隙を生むことはない。
【０１５７】
細い梱包製品がいずれの側にも高さの適合を見付けることができず、コーナには大きい梱包製品を嵌めこむのに使用できるだけの十分な余裕がある場合は、その配置は、図５９および図６０に示すように大きなペナルティを与えられる。また、細い梱包製品の検査は前後の寸法にも適用することができる。上記のようなペナルティがあるため、細い梱包製品はグループとして、あるいは小さいコーナに配置される傾向にある。
（階段検査）
【０１５８】
本発明の実施例の一つでは階段検査も行う。“階段”状態は、図６４を参照して次のように定義される。配置する梱包製品の配置は、２を原点とするコーナの中で評価される。横の下側コーナ“１”は、すでに利用できないと判断されており、配置する梱包製品はさらに横に幅Ｄ１の利用できない面を残す。このような状態では、横の利用できない表面が大き過ぎる場合にはペナルティが課せられ、そのコーナに別の配置を促す。階段は、左右だけでなく、前後にも起こり得ることを理解しておくべきである。積載規則とそれに付随する指標については図６４および６５に示している。
（境界検査）
【０１５９】
本発明の実施例の一つでは、境界検査も行う。この説明を行うに当たり、図６７、図６８、および図６９を参照する。
【０１６０】
境界検査の目的は梱包製品を置いた後の残りの自由空間（右または前）を小さくする、あるいは別の梱包製品を置いて配置する梱包製品と同じ高さに適合させることができるようにすることである。右側に置くことができるが、配置する梱包製品と同位ではない梱包製品があっても、幅の狭い段差ができ、それ以上梱包製品をその上に置くことができないため、好ましくない。
【０１６１】
例として図６７を参照する。梱包製品は後から前に積載されている。配置する梱包製品の前側エッジからの距離Ｄ２が、前の境界までの、例えば平均梱包製品幅ＷＡのような、一定の距離の範囲内にある場合、境界検査を始動する。
【０１６２】
前の空間（配置する梱包製品の前と境界との間）が無視できないほどの大きさである場合、現行のバッファで発見的判定または通し検索を行って、許容できる方向で、右側に置くことができ、配置する梱包製品と同じ高さとなる梱包製品があるかどうかを調べる。このような状況をすべて考慮に入れて、現行の配置により幅の狭い前側コーナが出来上がってしまった場合、また、検索により、右側に置くことができるとともに配置する梱包製品と同位の梱包製品を見付けることができなかった場合、ペナルティポイントは式１．１ｘ（Ｄ１／ＷＡ）に従って適用される。
【０１６３】
同様の検査を右の境界に適用できる。詳しい計算については、図６７、図６８、および図６９に示している。
（広い間隙検査）
【０１６４】
図７２について説明する。本発明の実施例の一つでは、テーパ指数決定の一部である“広い間隙”検査も行う。過度に広い間隙があると、塔や先細の積載ができる。図７２に示した一定の判定基準が満たされていれば、Ｚ（Ｍｉｎ（Ｄ1，Ｄ2／ＷＡ）の値または１を加算することができる。
【０１６５】
本発明の実施例の一つでは、隣接梱包製品の最も高い上面に対するコーナの底面の相対的高さを調べる相対高さ検査（図５０参照）も行う。
【０１６６】
このセクションで参照した計算は、１００パーセント決定論的ではない。すなわち、相対高さをチェックするには、所定のコーナが有用であるか否かの答えを必要とすることがしばしばある。一般的に、これは、梱包製品の平均寸法と関連するコーナの寸法および支持面を比較することによって行う。さらに、検査は、バッファ内の梱包製品で行い、そのコーナに実際に配置することができる梱包製品があるかを調べる。この計算は、本来あいまいである。すなわちその先に梱包製品を置くことができるかどうかを判断しようとするが、その時点ではその後梱包製品についての情報を入手することができないのである。
（相対高さしきい値）
【０１６７】
このようなあいまいさのため、相対高さしきい値（図５５参照）を使用する。その結果得られたテーパ指数に、図５５に示すようなしきい値をかける。相対高さとは、配置するコーナに対する隣接梱包製品の高さである。このような相対高さが、例えば梱包製品の平均高さの２倍のような高いしきい値を超えると、上記のようなテーパ指数はすぐに削除される。相対的高さが、例えば梱包製品の平均高さの１と１／２倍のような低いしきい値と、高いしきい値との間にある場合は、テーパ指数は線形で減っていく。これにより、この方法の信頼度さが増す。
４）その他の要素
(可能な同位梱包製品数)
【０１６８】
使用するもう一つの要素は、可能な同位梱包製品数である。可能な同位梱包製品数は、配置する梱包製品と同じ高さに適合するように配置することができる梱包製品の概数である。二つの状況により異なったタイプの計算を行う。第１の状況とは、配置するコーナに配置する梱包製品以外の他の梱包製品を収容するための十分な領域がある時である。その場合、バッファ内の検索を行う。検索は、配置する梱包製品と同じ高さ（許容範囲内）を共有するバッファ内の梱包製品の候補数を戻す。配置するコーナは必ずしも多くの梱包製品を含むことができなければならないわけではない。そして限度数は、箱を置いた後に残る残りのコーナの面と梱包製品の平均面積との間の比として算出される。候補数を限度数と比較し、可能な同位梱包製品数（付録参照）として小さい方の数をとる。第２の状況とは、配置する梱包製品が隣接する低い、または高いコーナに非常に近い場合で、上記の計算は配置するコーナに加え、低いまたは高いコーナにも基づく。可能な同位数に対しては、相対的なボーナスが適用され、これにより、複数の高さの梱包製品を配置ができるようになる。これは特に土台を選択する際に有用である。
【０１６９】
計算の速度を上げるため、バッファの中のそれぞれに梱包製品に対し、また、梱包製品のそれぞれの方向に対し、“高さの適合数”を予め計算し、バッファ内の何個の梱包製品が現行の梱包製品と同じ高さを共有しているかを判断する。バッファから一つの梱包製品を取り出し、新しい梱包製品をバッファに送ったら、対応する数のみがアップデートされる。
【０１７０】
図４９は、このような“高さの適合数”の概念を示している。条件“A”では、４つの箱があると仮定しており、箱１は高さが６インチ、箱２は高さが８インチ、箱３は高さが６インチ、箱４は高さが９インチである。この時点では、高さの適合数は、それぞれの箱に対して１，０，１，０である。条件Ｂでは、バッファコンベヤから箱３を取り除いており、高さが“適合”する箱がないため、残りの３つの箱１，２，４に対する計数は０，０，０となる。箱５（高さ８インチ）の箱をバッファに追加すると、箱１，２，４および５の適合数は０，１，０，１となる。
(梱包製品のグループ分け)
(領域満載率、梱包製品領域、梱包製品の容積、寸法的占有率、整列)
【０１７１】
他の要素も使用しており、その要素それぞれに“梱包製品のグループ分け”が含まれる。これらの要素には、領域満載率、梱包製品領域、梱包製品の容積、寸法的占有率、および整列などがある。
【０１７２】
梱包製品を所定のコーナに置く時、評価は梱包製品グループの性能で評価することができる。梱包製品グループとは、現行のコーナにある領域に嵌めこむことができ、配置する梱包製品と同じ高さにも適合する、バッファ内の一組の梱包製品（配置梱包製品を含む）のことである。図７４（Ａ）-（Ｃ）を参照すると、形状“（Ａ）”では、グループの幾何学的境界（図７４（Ａ）−（Ｃ）の陰影のついた部分）は前側は前方パレット境界まで、そして右側は配置する梱包製品の右側エッジまでとなっており、あるいは、図７４（Ｂ）に示すように、後方隣接梱包製品（配置する梱包製品と同位およびそれよりも高いもの）の長いほうの右側縁部までとなっている。また、梱包製品がその境界に十分近い場合は、図７４（Ｃ）に示すようにパレットの右側境界も含む。
【０１７３】
計算の境界が配置する箱より広い場合は、図７７および図７８に示すように右側に配置される。さらに、右側の箱は現行のコーナより低いコーナに配置することもできる。
【０１７４】
配置するボックスの前方への配置も検索する。前側コーナは、図７５および図７６に示すように配置する箱の左側にオフセットしている場合がある。さらに、配置は、図７７および図７８に示すように配置する箱の右側に試験的に配置することにより、抑制される場合がある。
【０１７５】
領域満載比率は、グループ化した梱包製品の全領域と前述の計算した境界内の領域との間の比率として求める。領域満載比率へのボーナスにより、制限された領域への最大梱包製品数の適合が可能になる。
【０１７６】
梱包製品領域とは、梱包製品グループの全領域のことである。梱包製品領域のボーナスは、グループ化した梱包製品領域と平均梱包製品領域との間の比率に比例する。このようなボーナスは、次のような状況で適用される。すなわち（ａ）コーナがパレットの境界の近くであり、領域のボーナスにより、境界へぴったりと適合することができる。（ｂ）コーナの面とコーナの境界との間に間隙があり、大きい梱包製品領域により、それらの間隙を埋めることができる、あるいは（ｃ）梱包製品を新しい棚に載せ始めた時、である。
【０１７７】
梱包製品の容積とは、梱包製品グループの合計容積である。梱包製品の容積のボーナスは、梱包製品グループの容積と平均梱包製品容積との間の比率に比例する。本発明の実施例の一つによると、梱包製品容積のボーナスを、新しい棚の初めの梱包製品に適用する。この場合、棚が低すぎると、現行の棚よりも上にない限りほとんど梱包製品を横に置くことはできないため、高さは領域と同じだけ重要である。梱包製品の容積のボーナスもまた、梱包製品がパレットの上限の近くにある時に適用される。これにより、最上の梱包製品が上限にできるだけ近い位置に配置できるようになる。
【０１７８】
寸法的占有率は二つの指標に分割される。すなわち、前方寸法占有率と側方寸法占有率である。前方寸法占有率は、梱包製品グループの前後方向の最大寸法範囲とコーナの支持面のそれとの間の比率として求める。この側方寸法占有率は、コーナが側方の境界に近い（梱包製品の平均長さより短い）時に適用する。両方の寸法占有率へのボーナスにより、境界への最大寸法の満載が可能になる。
【０１７９】
寸法的占有率の計算において、配置する梱包製品がその寸法に沿って、下側コーナの上方に張り出している場合（図８０参照）、張り出している部分はマイナスの条件としてペナルティが課せられる。
【０１８０】
さらに、図７９に示したように、前の寸法に沿って配置する梱包製品が、配置する梱包製品と同位またはそれより高い側方隣接梱包製品の前側エッジすべてを超えて延在する場合、そして側方隣接梱包製品の前側の空間が有用である場合、この超えて延在する部分もマイナスの条件としてペナルティが課せられる。マイナスの条件は、超えて延在する長さの平均梱包製品幅に対する比として算出する。
【０１８１】
整列要素も使用する。整列要素に関しては、配置する梱包製品が後の隣接梱包製品および横の隣接梱包製品と整列することができるのが望ましい。後方隣接梱包製品との整列を例にとって説明する。図７３を参照するが、配置する梱包製品は、配置する梱包製品の右側エッジが特定の後方隣接梱包製品の右側エッジに近い場合に、後側隣接梱包製品と整列していると見なされる（後方整列）。特定の後方隣接梱包製品とは、配列する梱包製品に最も近い後方隣接梱包製品のうちの一番右の、配置する梱包製品の高さを下回らない部材である。図７３（Ａ）では、配置する箱は、右側エッジが互いに十分接近しており（予め設定してある許容範囲内）、箱Ａは一番右側の後方隣接ボックスであるため、後方隣接箱Ａと“後方整列”していることになる。図７３（Ｂ）において、箱Ａは、もはや一番右側の箱ではなくなり（ここでは箱Ｂ）、隣接してはいるが最も近い箱ではないにもかかわらず、配置する箱は、箱Ａと後方隣接していると見なされる。例図７３（ｃ）では、箱Ｂは、十分近い距離にあり、隣接している配置する箱より低いため、後方整列は依然として存在する。
【０１８２】
ボーナスは整列の数に比例する。最も多い場合で、後、左および右の３つの整列があることが分かる。
(面橋かけ)
【０１８３】
使用するもう一つの要素は、面橋かけである（図３３参照）。梱包製品は前後または左右、もしくはその両方の側で橋かけすることができる。橋かけに対するボーナスは橋かけ下表面の積載数に比例する。それぞれの面は、タワー計数を有する。ある面が複数の下の面に橋かけしている場合はタワー計数は０となる。その面が一つの面に支持されているだけであれば、タワー計数は、支持面のタワー計数から１ずつ増える。塔が高くなるに従って、タワー計数も上がっていく。塔が高ければ高いほど、ボーナスも高くなる。これは、塔の高さが高くなればなるほど橋かけが重要となるためである。
(ブロックされた領域、ブロックされた容積)
ブロックされた領域とブロックされた容積もまた、考慮される。配置する梱包製品が、有用な下のコーナの有用な領域や容積をブロックする場合がある。ブロックされた領域とブロックされた容積の計算は、積載規則に従う。図７８に示すように、配置する梱包製品は下のコーナをブロックするだけでなく、同時に側方の残りの領域または容積も無駄にしてしまう場合がある。このような領域や容積は、後、左、右または前でも発生する場合がある。
【０１８４】
配置する梱包製品は、通常ある一定の量の領域または容積をブロックする。梱包製品の面が大きければ大きいほど、ブロックするであろう領域や容積も大きくなる。それを考慮して、配置する梱包製品に対してはブロックされた領域とブロックされた容積を割り引く。割り引きは、配置する梱包製品の領域と容積に比例する。比例係数は、配置する梱包製品の領域、または容積の８分の１とする。
【０１８５】
ブロックされた領域またはブロックされた容積自体に、ペナルティが直接課せられることはない。平均領域（容積）でブロックされた領域（容積）を割り、その結果得られた比に基づいてペナルティが課せられる。
（隣接梱包製品との間隙）
【０１８６】
隣接梱包製品との間隙も考慮される。間隙には二つのタイプがある。一つは梱包製品からコーナの境界まで測定したものである。これは、コーナ間隙と呼ばれ、上記のように梱包製品の移動や同位化による場合もある。もう一つは、図７９に示すように、配置する梱包製品と隣接する梱包製品との間を測定したものである。上部の間隙は部分的には配置する梱包製品の高さによる。選択できるのであれば、側方および後方の間隙が小さいほうが好ましい。従って、ペナルティは、それら間隙の平均梱包製品幅に対する比に比例して課せられる。
（梱包製品の古さ）
【０１８７】
梱包製品バッファの中の梱包製品の古さも要素となる。それぞれの梱包製品を配置した後、バッファ内に残ったバッファはその古さの係数が１ずつ増えていく。それぞれの梱包製品の古さの係数に比例して少量のボーナスが適用される。通常長い間バッファに残る梱包製品は不揃いな形状（大きすぎる、または大量すぎる）のものである。確実に配置するため、不揃いな形状の梱包製品と標準的形状の梱包製品が両方とも候補として良好なものである場合、その方がバッファの空間が広くなり、そこにより有用な梱包製品を追加できるため、不揃いな形状の梱包製品のほうが先に選ばれる。
【０１８８】
本発明による実施例の一つのように、梱包製品バッファのメカニズムにより梱包製品の拒否が見越される場合は、梱包製品の古さのしきい値を選択して古い梱包製品を振るい落として拒否することもできる。古い梱包製品はアキュムレータの端部の近くにあるということは理解できよう。
（可能なフィールド）
【０１８９】
可能なフィールドも、もう一つの要素である。ペナルティは、コーナの面の、パレットの床までの距離、後方境界までの距離、および左境界までの距離に比例して適用される。このようなペナルティにより、パレットの内側の原点に向けて引っ張り力がかかる。重いペナルティにより、垂直方向の寸法に沿って低いコーナはの配置を促進する。水平方向の寸法に沿っては、ペナルティにより、内側から外側に向かった配置が促進され、また、長い寸法を満載するより前に短い寸法を満載するようになる。このような可能なフィールドのペナルティにより、梱包製品の配置をぴったりと嵌めこまれた積荷の山になるように引っ張ることができる。
（梱包製品の重量）
【０１９０】
梱包製品の重量も、もう一つの考慮要素である。安定した積荷の山を作るには、重い梱包製品を底面の近傍に配置し、軽い梱包製品を上面の近傍に配置するのが好ましい。梱包製品重量の配分統計に基づき、重量のしきい値は、例えば３０ポンドといった、平均梱包製品重量より上の値を選択することができる。梱包製品重量が重量のしきい値を上回っている時は、ボーナスが与えられ、そうでないときはペナルティが与えられる。ボーナスまたはペナルティは、梱包製品の重量に比例し、梱包製品の底面と高さのしきい値との間の距離に比例する。高いパレットにおいては、過度に重い梱包製品は上面の近傍に配置することを避けなければならない。
（上限までの距離）
【０１９１】
上限までの距離は、も考慮できるもう一つの要素である。梱包製品がパレットの上限に近い場合、そして配置梱包製品の上に置くことができる梱包製品がない場合、梱包製品の上面からパレットの上限までの距離に基づいてペナルティが適用される。ペナルティにより、そのような無駄な空隙を最小限に抑える配置にすることができる。
【０１９２】
要約すると、図４６に示したおよそ１６の要素を使って次に説明するような性能指標に到達することができるのである。
５）性能指標の加算
【０１９３】
前に説明したように、梱包製品の配置を安定するように決定したら、それに伴う利点について、図４６で示したように計算した性能指標によって評価する。性能指標とは、すでに説明した係数の計重合計である。詳細の計重係数については図４７に示してあり、正の値がボーナスを表し、負の値がペナルティを表す。
【０１９４】
可能な配置は、それぞれ、算出した性能指標を有しており、実際の配置は、最大指標が付いているものである。本発明の実施例の一つでは、性能指標の典型的値は-４０００から＋１６００までにある。
６）パラメータの決定と調整
【０１９５】
積載の決定には、積載規則における値、あるいは性能指標の計算における計重係数などのような、多くのパラメータが関わってくる。本発明による方法では、それぞれのパラメータを別々に調整するためにコンピュータのシミュレーションを使用する。それぞれのパラメータは、図８４に示すような検索ループを辿る。
【０１９６】
この検索ループ工程では、パラメータの最初の値が最初に割り当てられる。さらに、模範的な梱包製品の“テストグループ”に対応する梱包製品データの組を含むファイルが、梱包製品データの選ばれた歴史的シーケンスに基づいて提供される。所定のパラメータに対しＮ（Ｎは２００などが可能）種類の任意の順番のコンピュータの積載シミュレーションを行う。対応する平均容積効率はパラメータ値とともに記録される。そしてパラメータは予め選択した範囲の中に組み込まれ、梱包製品ファイルを再び初期化する。さらに新しいパラメータ値に対し、別にＮ回のコンピュータシミュレーションを実行する。最後には、平均積荷容積効率の組とパラメータ値の組との間の関係を求めることができる。一般的パラメータの検索図が図８４に示してある。最良のパラメータは最大平均容積効率を生むものとして選択される。
Ｅ）マルチループ決定工程の実行
【０１９７】
これは、すべての配置に対して実際に検索を行い、最良の結果を得る、全体的な工程である。上記のように、バッファ内にあり、それぞれ許容可能な方向が選ばれた梱包製品は、積荷の中の各コーナに入る機会を与えられる。所定のコーナでは、考えられる移動や境界の同位化を試行し、梱包製品がそのコーナで安定して配置できるかどうかを調べる。現行の配置が記録した配置よりよい場合は、代わりに現行の配置を記録する。検索ループの最後では、記録した配置を最良の配置として選択する。
１）ループネスティングの変化
図３の中の許容できる方向、コーナ、および梱包製品の間の選択シーケンスを図２６（Ａ）−（Ｅ）に示したように変更することができる。図２６（Ａ）では、検索内側ループがコーナに関するものであり、中間ループが方向に関するものであり、そして外側ループが梱包製品に関するものである。図２６（Ｂ）では、ループはそれぞれ方向、梱包製品、およびコーナである。図２６（Ｃ）では、３つのループがそれぞれコーナ、梱包製品、および方向である。また、図２６（Ｅ）では、三つのループは、それぞれ梱包製品、コーナ、方向である。
２）ショートカット
【０１９８】
検索では、許容可能な方向は、高さが最も低くなる方向が最初にきて、高さが最も高くなる方向が最後にくるように配置される。同様に、コーナの配置においても、面の高さが最も低いコーナが最初にきて、面の高さが最も高いコーナが最後になる。梱包製品は、寸法の短い部分を高さにして位置させ、それが低いコーナにあるほうがより安定する傾向がありるため、検索ループは、側方の隣接梱包製品と同位の箱のように、納得する配置が見つかった時点ですぐに終了することができる。
【０１９９】
さらに、梱包製品の移動を実行する際、移動先が遠ければ遠いほど、境界の間隙が大きくなり、したがって、配置の質が低下する可能性がある。従って、配置検索の１工程中は、納得のいく配置が見つかったら、検索を続けてより遠い移動先を見付ける必要はない。
２）把持機による梱包製品のピッキング
【０２００】
図１を参照しながらすでに述べたように、本発明によると、把持機１７を使用してＰのような梱包製品を掴み、移動させる。この把持機は、従来の技術で知られているものでもよく、あるいは図８５−図９２を参照してこのサブセクションで説明したようなものでもよい。
【０２０１】
図８５−９２で示した把持機１７は、一般的に底部に一対の吸引パッド１００７を取り付けた中空の取り付けポスト１００５を含む。ポストの上部には、吸込み弁層装置１０１０が取り付けてある。真空ライン１０１１は弁１０１０から真空ポンプ（図示せず）に延在している。もう一方の真空ライン（図示せず）は、弁１０１０をポスト１００５の中空内部を通って吸込みパッド１００７まで連通している。弁組立体１０１０はガントリのアーム１０１４の端部に取り付けてある。シザースアクチュエータ１０１５がポストの両側に向かって延びるようにポスト１００５に機能的に取り付けられており、一対のサイドクランプ１０１８のうちの一方がシザースアクチュエータ１０１５の各縁部に取り付けてある。図８７を参照すると、ポスト１００５は、シザースアクチュエータ１０１５を操作するためのウィンチ組立体１０２０も支持している。これらの組立部品と部品について、さらに詳しく説明する。
【０２０２】
図８７は、支持ポスト１００５に取り付けられている構成要素をより詳しく表したものであり、さらに詳しく示すため、要素を分解して示している。吸込みパッド１００７が、ポスト１００５の底部に取り付けたクロスバー１０２５上に間隔をおいて取り付けられている。各吸込みパッドは、スクリーン（図示せず）によって覆われた開口部を形成する、スチール製の客部に設けられた矩形のゴム製スカートを有し、真空系統に埃が入らないように防いでいる。二つの吸込みパッド１００７の間の空間では、クロスバー１０２５の上に、接触検出器１０２７またはマイクロスイッチが位置している。また、クロスバーに旋回式に取り付けられているのは、アーム１０２８であり、ガントリー・アーム１０１４が下方向に動いている間に小包に当たってアーム１０２８が上に持ち上げられると、接触検出器１０２７を起動する。検出器１０２７およびアーム１０２８は、吸込みパッド１００７の高さより下に延在している。さらに、セットねじ１０２９により、アーム１０２８の位置を調整し、吸込みパッドと接触検出器１０２７が起動した接触面との間の距離を例えば０．５インチなど、予め決められた距離に設定できる。
【０２０３】
図８７に示すように、それぞれのシザースアクチュエータ１０１５のそれぞれの下側端部１０３１は、ヒンジピン１０３２によってサイドクランプ１０１８の一方に取り付けられたエンドブラケット１０３３に旋回式に連接されている。サイドクランプの高い位置に、グラウンドシャフト１０３５が垂直に、そしてクランプから間隔を開けて、シャフト１０３５の両端の一対のシャフト取り付け具１０３６によって取り付けられている。横方向に延在するエンドバー１０３８の中心には直線形軸受が通っており、軸受は、バー１０３８をシャフト１０３５に沿って縦方向に移動できるようにシャフト１０３５上に嵌めこまれている。二本のエンドバー１０３８のそれぞれの端部には、ヒンジピン１０４１が横方向に延在し、それぞれのシザースアクチュエータ１０１５の上端１０４３を受容している。各シザースアクチュエータの下側中心接合部１０４５は、クロスバー１０２５の各端部から延在するヒンジピン１０４７上に旋回式に取り付けられている。上側の中心接合部１０５０は、軸取り付けブロック１０５５によってポスト１００５の両端に取り付けてある垂直グラウンドシャフト１０５４に摺動式に取り付けた軸台１０５２に旋回式に取り付けてある。従って、シザースアクチュエータ１０１５の上部は、ポスト１００５とサイドクランプに沿って摺動式に上下移動することができ、また、シザースアクチュエータの内側方向および外側方向の動きはポストに取り付けられている中心と同期化されている。
【０２０４】
引っ張りばね１０５８がそれぞれの下側ヒンジピン１０３２とエンドバー１０３８の間で引っ張られている。これらのばねにより、シザースアクチュエータは、その伸張位置、すなわち、サイドクランプ１０１８の解放位置まで伸張せしめられる。サイドクランプは、互いの方向に向かって進んでウィンチ組立体１０２０によって小包を係合する。一体型符号器とブレーキを含むタイプのサーボモータ１０６０がポスト１００５の側面に取り付けられている。モータ１０６０の延在する駆動軸にはリール１０６２が取り付けられている。ケーブル１０６５がプーリ１０６３をとプーリ１０６４の上を通るリール上に巻き付けられている。モータ１０６０がリール１０６２を回転させてケーブル１０６５を引き込むと、サイドクランプにかかる力がシザースアクチュエータ１０１５をばね１０５８の力に抗してクランプ１０１８が小包の側面と係合するまで折りたたむ。クランプの内面には摩擦片１０６６が設けられており、クランプと小包の側面との間の摩擦を大きくする。
【０２０５】
把持機構１７は、図８８に示した制御回路１０７０によって制御される。コントローラ１０７１は別のプロセッサでもよいが、好ましくは図１を参照しながらすでに説明した同じコンピュータであるのが好ましい。コントローラは接触検出器１０２７と距離センサ１０６８から入力信号を受信する。信号に応答して、コントローラは制御信号を真空吸込み弁１０１０と可逆的ウィンチモータ１０２０に送る。吸込みのスイッチをオンにすると、吸込みパッド１００７が接近して隣接する面を掴む。ウィンチモータが回転すると、回転方向によってケーブル１０６５を引き出したり（サイドクランプ１０１８を開放する）、または引き込んだり（サイドクランプを閉じる）することができるようになる。
コントローラは、図８９に表した一連の工程に従って、把持機を小包の上面と近接させる。初めは、把持機は小包上で垂直になっており、上面までの距離はブロック１０８０で監視され、一方、ガントリーアーム１０１４は把持機をブロック１０８１で小包に向かって移動させる。この動きの間、サイドクランプ１０１８はブロック１０８２で、寸法を特定されている小包より１．５インチ広い間隔に開いて位置している。特に、上記の寸法決めアーチ１４によって測定された小包の公称高さは、ブロック１０８３で、ガントリアームの基準フレームの目的の位置として設定される。しかし、この高さは、上面の最頂点を表すものであり、吸込みパッド１００７が係合する部分の高さではない。例えば、測定された高さは、小包のエッジの高さであっても、上面の中心部分はかなり沈下している場合がある。上面が０．５インチを超えて沈下していることはまれである。
【０２０６】
上記のように、接触検出器は前記小包の上側表面から予め決められた距離の位置、好ましくは０．５インチ離れた位置で起動するように設定されている。小包に接近するこのセンサの位置は、図９１Ａに図式で示している。コントローラが接触信号を受信すると、ブロック１０８４で、基準フレームの中の吸い込みパッド１００７の位置ｚ１が保存される。検出器がトリガされるときの把持機の位置は図９１Ｂに示した。コントローラは、吸込みパッドが目的の位置ｚ２（測定した小包の高さ）に到達するまで把持機を降下させ続け、その目的の位置がブロック１０８５で保存される。しかし、ブロック１０８６で接触検出器１０２７が目的の位置ｚ２に到達する時間までにトリガされていないと判断したら、ブロック１０８７でコントローラは予め決めた距離であるｄ（好ましくは０．５インチ）だけ目的を下げ、ブロック１０８４に戻る。コントローラは、接触検出器がトリガされるまで把持機を下げつづける。図９１Ｃは対象位置ｚ２にある吸込みパッド１００７を表している。
接触検出器１０２７が位置ｚ２でトリガされると、コントローラはブロック１０８８で、吸込みパッドと小包の上面との間の実際の間隙ｅを計算する。
ｅ＝ｄ−（ｚ２−ｚ１）
ブロック１０８９で、ｅは予め決められた許容値、好ましくは１．８インチと比較される。ｅが許容値を下回らない場合は、把持機は最終的な距離の増分であるｅだけ下がる。次にブロック１０９１でサイドクランプ１０１８を、小包の各側に約１．８インチしか隙間を残さない定位置に移動させる。ブロック１０８９でｅが許容値を下回った場合、工程は直接ブロック１０９１に進む。吸込みパッド１００７の最終位置は図９１Ｄに示してある。次に、ブロック１０９２で、コントローラは吸込み弁１０１０を操作して吸引によって小包を掴み、そのすぐ後のブロック１０９３でサイドクランプ１０１８が予め決められた距離だけ互いに近づき（好ましくは約３／４インチ）、小包の両側に把握圧力をかける。あるいは、一定のトルクをかけるようにウィンチモータ１０２０を構成して、クランプが小包に、小包の重量に比例したほぼ一定の力をかけるようにすることもできる。
【０２０７】
図８９に示した工程は非常に迅速に行うことができ、場合によっては同時に行うこともできるということは、当業者にとって明らかであろう。例えば、サイドクランプ１０１８の内側方向の動作は、把持機が降下している間に行うことができる。また、ガントリアーム１０１４はクランプが内側に移動して圧力をかけるときに小包を持ち上げ始めることもできる。
【０２０８】
小包がガントリアームによって配置された後、本出願中で述べているように、ウィンチモータ１０２０を操作してケーブル１０６５を十分に伸張させ、ばね１０５８がクランプ１０１８を測定した小包の寸法より両側で約１．８インチだけ広く開くことができるようにする。これにより、パレット上の隣接する積載された小包を押してしまわないで済む。ここでもまた、小包の開放動作とガントリアームの持ち上げ動作を遅れないように同時に行なう。
【０２０９】
また、接触検出器１０２７は、ガントリアーム１０１４が搬送中の小包の有無を監視する機能を有する。何らかの理由で小包が落下すると、検出器からの入力信号が停止する。信号がないことをコントローラが気づいて、ガントリーアームは停止するように誘導される。
【０２１０】
把持機機構１０００は、シザースアクチュエータ１０１５が完全に収縮した状態では、例えば、７インチ×７インチといった非常に小さい足跡を有するように設計されているのが好ましい。把持機は、上に積載するだけでなく、側方に積み込むのにも使用できる。把持機は様々な寸法の小包を持ち上げることができることは、前述の内容から明らかであろう。小包の出荷操作では、吸引力とサイドクランプは３２インチ×３２インチ、１５０ポンドまで、あるいはそれを超える小包を処理するように設計することができる。小包の上面は、吸込みパッドが小包を把握するのに十分な気密性を確保できる限り、平坦または円滑である必要はない。
【０２１１】
把持機機構の変形例１１００を図９２に示した。上記の実施例と異なる主な点は、吸込みパッドが小荷物をクランプの補助なしに安全に持ち上げることができる場合に、サイドクランプ１０１８を吸込みパッド１００７の上方に引っ込めることができる点である。この機能の利点は、サイドクランプが小包の積荷の中の隣接する小包を妨害しないという点である。図８７に示した実施例では、シザースアクチュエータ１０１５の上側中心接合部１０５０は軸台１０５２上に旋回式に取り付けられているが、グラウンドシャフト１０５４を保持する軸取り付け具１０５５が、ポスト１００５ではなく、キャリッジ１１０４の上部に取り付けられている。キャリッジ１１０４の下端には、シザースアクチュエータ１０１５の下側中心接合部１０４５を受容するためのヒンジピン１１０５が取り付けられている。従って、シザースアクチュエータの垂直軸に沿った伸張と収縮動作はキャリッジ１１０４に対して行われる。
【０２１２】
また、キャリッジ１１０４は、ポスト１００５に向かって延在する一対の軸受１１０６を含む。これらの軸受は、一対の軸取り付け具１１０９でポスト１００５に取り付けられている垂直のグラウンドシャフト１１０８にぴったり適合する。ポスト１００５のキャリッジ１１０４の上方には、ソレノイドアクチュエータ１１１２が取り付けられており、そのピストンロッドはキャリッジの上部に取り付けられている。ソレノイドロッドが伸張すると、キャリッジ１１０４は、軸１１０８に沿って下方向に移動し、サイドクランプ１０１８を、小包を把握する定位置（点線で示す）に移動する。ソレノイドロッドが引っ込むと、クランプは図９２に示した位置まで持ち上がり、吸込みパッド１００７の動作域をあける。ソレノイドアクチュエータを空気圧または水圧アクチュエータに置き換えられることは、当業者によって理解できよう。
【０２１３】
図９３−図９６について説明する。本発明により、把持機の“ピッキング”動作中に誤差補償ができる特性が開示されている。この特性により、梱包製品の“中心位置”が識別できる。
図９３に示すように、梱包製品“Ａ”，“Ｂ”、“Ｃ”および“Ｄ”は原点Ｏで始まるアキュムレータ・コンベヤ上で線接触している。コンベヤ上の最後の梱包製品は、軸ｘと角Θをなす距離検出器Ｓの径路にあり、軸ｘは、コンベヤの走行軸であり、今後、この軸に沿って点Ｏからすべての距離を測定する。センサ“Ｓ”から梱包製品Ｄの距離“ｄ”を検出し、Θのコサインを計算することによって距離“ｄ”の構成要素を決定することができる。このような知識をアキュムレータ・コンベヤの周知の寸法（すなわち、原点から検出器Ｓまでの距離）と組み合わせることによってアキュムレータ・コンベヤ上にある梱包製品の実際の線の長さの計算ができるようになる。測定コンベヤの上流側で測定した個々の梱包製品の公称長さの知識により、梱包製品Ａ，Ｂ，Ｃ，およびＤの線の公称長さの計算ができる。これらの二つの値の間の差は、線の誤差の合計“ｅ”である。このような誤差は、補償しなければ、後に積載工程で問題を引き起こす可能性がある。
【０２１４】
この誤差は、例えば＋１．２インチおよび−１．５インチといったしきい値と比較し、誤差がこれらのしきい値を超えると、それはしきい値を超えた値として指定される。
【０２１５】
この時点で、システムは別の梱包製品を取り出す準備ができ、従ってそのサイクルの初めに戻る。図９４に示すように、“Ｂ”のような梱包製品はラインから取り出し、別の梱包製品“Ｅ”を他の梱包製品と線接触させる。誤差“ｅ”は再び計算され、別の梱包製品が取り出され（例えば梱包製品“Ｄ”）、Ｆのような梱包製品と取りかえられ、図９５に示すような形状に到達する。
【０２１６】
前述のように、それぞれの誤差“ｅ”を計算したら、把持機は、アキュムレータ・コンベヤ上に積載した梱包製品のグループからその梱包製品を取り除く。把握した梱包製品を確実に下流側に配置するため、梱包製品の中心（少なくとも“ｘ”方向の）をできるだけ正確に知ることが望ましい。この理由から、誤差“ｅ”は図９６に示すようにラインの中の個々の梱包製品調和させて配分する。ここで、
ｅ＝合計誤差
ｉ＝梱包製品数（図９６では６）
Ｎ＝梱包製品の総数（図９６では７）
ｑ＝個々の梱包製品の誤差の推測値
ｑ＝（ｉ−１）／（Ｎ−１）・ｅ
【０２１７】
上記の計算を見ても分かるように、ライン内の最初と最後の梱包製品の間にある梱包製品に対して合計誤差“ｅ”を基本的に比例させて“配分”している。個々の梱包製品の誤差ｑは梱包製品Ｆの中心までの通常の距離から差し引いて、把持機が使用するｘ座標を求める。
例として、図９６に示すように、アキュムレータ・コンベヤ上に７つの梱包製品があり、把持機で取り出す梱包製品として６個目の梱包製品が選ばれたと仮定する。また、合計誤差ｅが５インチであると仮定する。従って、上記の計算は、次のようになる。
q＝（i−1）e／N−1＝（6−1）（5インチ）／（7−1）＝4.17インチ
【０２１８】
本発明のもう一つの特性は、“重み付け”システムを使用して図９３に示す誤差“ｅ”を計算しているという点である。図９３−図９５に関して説明したように、合計誤差“ｅ”はそれぞれの運転サイクル中に計算される。安定した状態で運転している場合、３つの連続的な前の誤差を使って、“重み付けした”誤差ｅ'を計算することができる。このｅ'は、次のような数式で計算する。
e'＝0.2（e［t−2］）＋0.3（e［t−1］）＋0.5（e［t］）
ここで ｅ［ｔ］＝現行のサイクルに対する誤差
ｅ［ｔ−１］＝前のサイクルに対する誤差
ｅ［ｔ−２］＝前のサイクルのその前のサイクルに対する誤差
【０２１９】
この数式を見て分かるように、より多くの重みを一番最近の誤差に割り当てているが、同時に、それよりは少ないが、一部の重みを前の誤差にも割り当てている。
【０２２０】
始業直後の一番初めの取り除き作業では、誤差ｅ［ｔ−２］とｅ［ｔ−１］は入手できないので、この場合の誤差値ｅには重みを付けない。始動直後の２回目の取り除き作業では、誤差ｅ［ｔ−２］は入手できないが、重み付け誤差ｅ'は、次の数式で求めることができる：
０．４ｅ［ｔ−１］＋０．６ｅ［ｔ］
３）有効な配置とピッキング径路設計
【０２２１】
本発明の一つの局面では、把握した梱包製品をアキュムエレータからパレットに移動するときにロボット型把持機が通る径路である“配置径路”（全体については図０７００．４参照）の設計と同様、把持機が梱包製品を放した後、ピッキングするように指定された第２の梱包製品をピッキングに行く際に通る径路である“ピッキング径路”（全体については図０７００．５参照）の設計に特別の注意を払っている。
【０２２２】
近最短距離の径路の設計法は、本発明による前述のハードウェア（例えば、アキュムレータ・コンベヤおよび把持機）と“Ｃ”言語で書かれたもののようなソフトウェアモジュールを組み合わせて実行する。このモジュールは、図９７の９７０で示したような他のソフトウェア・モジュールと通信する。本出願で説明したように、本題の他の積載アルゴリズム９７１はどの梱包製品をアキュムレータ・バッファからピッキングするか、そしてそれをパレットのどこに置くかを決定する。本題の（近）“最短距離径路設計”モジュール９７１は、近最短距離の“経由”位置（後に説明する）の組を決定し、そこに沿って最短距離径路の模擬径路を作る。“起動設計”モジュール９７２（図９７）はこれらの経由点を使って曲線に適合する。設計した軌道は、市販のサーボ制御板９７４（ガリル５３０シリーズなど）に供給され、本出願の他の場所で説明したようにグリッピング・ロボットを制御する。
【０２２３】
上記のように、径路設計には、バッファのピックアップ位置から積載位置までの“配置径路”設計と、前に配置した位置からアキュムレータのピックアップ位置までの“ピッキング径路”の両方が含まれる。
ａ）回転に対応する矩形ベースのモデリング
【０２２４】
本発明によるシステムでは、梱包製品が固定されていようが移動していようが、矩形のモデルを使用して、すべての梱包製品の位置を補償することができる。
【０２２５】
固定している梱包製品に関して、図２に示すように、本発明の実施例の一つによるシステムでは、梱包製品を積載するための一つ以上のパレット１１と、１６のようなアキュムレータ・バッファコンベヤを設けることができる。パレット１１とアキュムレータ・コンベヤ１６のエッジは互いに平行か垂直になるように設定されている。さらに、アキュムレータ・バッファまたはパレット１１の中のすべての梱包製品のエッジは、パレット１１とアキュムレータ・コンベヤのエッジと平行または垂直になっている。従って、固定梱包製品は、アキュムレータ・バッファにあろうがパレット１１上にあろうが、離散的矩形のオブジェクトを使用することによって容易にモデル化することができ、周知のように、あるいは本出願で示しているように、交差または相対的間隔に関して解析することができる。移動しているオブジェクトに関し、図９８に示すように、本発明によるモデリングシステムは、回転する移動中のオブジェクト９８２を表すために外接矩形のオブジェクト９８２を使用する。
【０２２６】
上記のように、梱包製品（および付属の把持機１７）はアキュムレータ・コンベヤ上での元の方向からパレット上での第２の方向へ回転させることができる。同様に、把持機は、配置するために選ばれた梱包製品に向かって移動中に空の状態で回転させることができる。この回転中、移動しているオブジェクトのエッジは、一般的に、パレット、アキュムレータ・コンベヤ、または工程梱包製品のエッジに対して平行でも垂直でもない。従って、それが空の把持機である場合または特別に把握した梱包製品である場合は、外接矩形オブジェクトは回転するオブジェクトすべてに外接するモデルの中に構成される。したがって、本発明によれば、外接する矩形のオブジェクトのエッジは、パレットの境界エッジに平行または垂直となる。
【０２２７】
図９８は移動中のオブジェクトが垂直軸の回りを回転する場合の平面回転の例を示している。図からわかるるように、梱包製品９８１の回転中は、外接矩形オブジェクト９８２の寸法は、矩形状の間の角度が変更するため、走行経路に沿ったそれぞれの位置に沿って変化する。
【０２２８】
本発明によると、拡大移動矩形オブジェクト９８３も使用する。移動中の矩形オブジェクト９８１は、それが純粋に平行移動させられる梱包製品の元の梱包製品境界であろうが、あるいは、回転させられた時の梱包製品の外接矩形オブジェクトであろうが、それぞれ水平な寸法に対して予め指定した衝突許容値によって拡大移動矩形オブジェクトの寸法まで拡大される。上記のように、回転が関係する場合は、拡大移動矩形オブジェクトは位置とともに変化する。
【０２２９】
図１１０について説明する。本発明によると、動作セグメントに対し、結合移動矩形オブジェクトも使用する。結合移動矩形オブジェクトは、動作セグメントの境界位置で拡大移動矩形オブジェクトに適合できる最小矩形オブジェクトとして概算することができる。
【０２３０】
次の解説では、移動中のオブジェクトの寸法は、拡大移動矩形オブジェクト（個定位置を基準にした時）または結合移動矩形オブジェクト（動作セグメントを基準にした時）のいずれかに基づいて算出する。
【０２３１】
上記のモデルでは、走行中の梱包製品または戻ってくる把持機の位置を指定するための基準点として制御点を使用することができる。制御点の位置と移動中のオブジェクトの回転角度を指定したら、移動中のオブジェクトの他の点が完全に指定される。特に断り書きがない限り、次の解説では、位置とは、この制御点の空間位置を意味する。
【０２３２】
図９９−図１０３までを参照しながら説明する。配置径路（特に図１００を参照）では、走行梱包製品の底面の中心点が制御点として選択される。また、ピッキング径路（図１０１参照）では、把持機の底面の中心点（吸盤の中心点など）が制御点として選択される。発明の方法は、指定した制御点を選ぶだけに限られない。
【０２３３】
本発明の実施例の一つでは、配置径路経由点とピッキング径路経由点は二つの別のデータリストに保存される。また、それぞれのリストで、そこに含まれる経由点を初めの経由点から水平距離の昇順（最も近い位置から最も遠い位置に向かって）で保存される。算出した平行距離は各位置に沿って記録される。各位置のリストは“膨らみを生じる”。すなわち、このリストは、経由点を辿ると凸型形状となる。走行中、制御点は、近最短距離経路を辿る。この径路は、経由点の凸型の組を通る垂直面内に位置する。
【０２３４】
回転動作があれば、それは最初の経由点から始まり、最後の経由点で終了する。回転量は、最初の経由点に対し、水平走行距離と直線的に比例する。算出した経由回転角を対応する経由点に追加する。
【０２３５】
前述の、回転角を水平走行距離に直線的に比例させて配分するのは、計算上便利だからであるということは理解しておく必要がある。また、本発明は、回転角を空間走行距離に直線的に比例させることも意図している。
ｂ）配置径路の形状
【０２３６】
図１００は、配置径路に沿って移動している梱包製品を示したものである。本発明によるモデルでは、配置径路は、ピッキング位置９８６、最初の経由点９８７、バッファ出口経由点９８８、最終経由点９８９、到着位置９９０を含む一連の異なる点からなり、これらの点は、すべて移動中の梱包製品の制御点を基準としている。他の経由点は後に詳しく説明するように、後から加えることもできる。完全な動作径路では、配置する梱包製品はピッキング位置９８６からスタートし、すべての経由点を辿って最終的に到着位置９９０に到着する。本発明の実施例の一つでは、すべての経由点が垂直面の中に含まれている。
【０２３７】
ピッキング位置９８６とは、梱包製品が梱包製品バッファ上で（アキュムレータともいう）リセットされ、積載の準備が完了する位置のことである。最初の経由点９８７とは、ピッキング位置から、次に説明するように可変値である“バッファ出発高度”として知られる距離だけ上に上がった位置のことである。
【０２３８】
“バッファ出口点９８８”とは、走行している梱包製品がバッファを離れる時に通る、水平な境界点である。バッファ出口点９８８の高さは、最初の経由点９８７と同じである。バファ出口点１０３が、最初の経由点９８７と最終経由点９８９（図１００の場合）を通る直線の上方にある場合は、バッファ出口点は、配列位置に追加される。
【０２３９】
“最終経由点”９８９は“到着位置”９９０の近く、かつ上方に位置する。最終経由点９８９は、到着位置９９０から水平方向に予め指定した間隔をあけ、垂直方向には“パレット進入高度”９９２と呼ばれる距離だけ間隔をあけた位置にある。
【０２４０】
次に詳しく説明するように、中間経由点を挿入してすでに積載されている梱包製品との衝突を避ける。
ｃ）ピッキング径路の形状
上記のように、本発明において定義されているピッキング径路は、“空”の把持機がパレット上方の、前の配置位置からバッファピッキング位置まで移動する径路をいう。
【０２４１】
図１０１は、ピッキング径路に沿って動く空の把持機を示したものである。本発明によるモデルでは、ピッキング径路は、把持機がその最後の梱包製品を放す“配置位置９９３”、“初期経由点”９９４、“バッファ進入経由点”９９５、“最終経由点”９９７および“ピッキング位置”９９７を含む一連の異なる位置からなり、すべての位置は、前述のように移動中の梱包製品の制御点を基準としている。次に詳しく説明するように、他の経由点を追加して、衝突を避けることができる。完全な動作径路では、把持機は配置位置９９３からスタートし、すべての経由点を辿り、最終的にピッキング位置９９７に到達する。本発明の実施例の一つでは、すべての経由位置は垂直な面の中に含まれる。
【０２４２】
図１０１に示すように、梱包製品を配置した後、最初の経由点９９４は、“パレット出発高度”９９８として知られる距離だけ配置位置から上方に上がった位置となる。
【０２４３】
図１０１に示すように、バッファ進入経由点９９５は、走行中の把持機がバッファに入る、水平な境界点である。バッファ進入点９９５の高さは、最終経由点９９６と同じである。最終経由点は、ピッキング位置から、“バッファ進入高度”９９９として知られている距離だけ上に上がった位置にある。バッファ進入点が、最初の経由点と最終経由点（図１０１参照）を通る直線上にある場合は、バッファ進入点を配列位置リストに加える。
ｄ）経由点の概要
図１に示すように、梱包製品Ｐは、パレット１１の上に同様に位置する他のの間に位置している。本解説の目的のため、図９９Ａ−図９９Ｄに示すように、Ｐの最初の経由点９８７と箱の最終経由点９８９を示している。これらの二つの位置９８７と９８９が確立した後、本発明による方法では、位置９８７と９８９の中間の好ましい径路を決定する。処理コンピュータがまず、第１の位置９８７で始まって最終位置９８９で終わる、梱包製品の幅と等しい幅を有する直線径路ＳＰと交わって移動するすべての梱包製品を特定する。この特定には、後に詳しく説明するように、パレット１１衝突検査と梱包製品衝突検査の概念も含むことができる。
【０２４４】
説明上、梱包製品Ｘ，Ｙ，Ｚは上記の直線径路と交わると仮定する。それぞれの梱包製品は経由位置を作る可能性について検査を受ける。また説明上、梱包製品Ｃは、梱包製品Ｂより前に配置されたと仮定し、梱包製品Ｂは梱包製品Ａより前に配置されたと仮定する。従って、本発明の実施例の一つにおいては、梱包製品Ｃが最初に検査される。本発明の実施例の一つでは、“経由点”リストに追加しておけば、指定した許容範囲（拡大移動矩形オブジェクト９８３と外接矩形オブジェクト９８２の間の差）内の固定梱包製品に合格したばかりの梱包製品Ｐが評価中の梱包製品の上方を通過できるような二つの“経由点”が確立される。次に、本発明による“位置分類”を実行する。
本発明による一つの実施例では、すべての経由点を位置分類の前に確立しておく。そして提案されたそれぞれの経由点のふくらみについて評価する。
ｅ）バッファ出発高度またはバッファ進入高度
図１００と図１０１について説明する。バッファ出発高度９９１とバッファ進入高度９９９の測定値（それぞれ、バッファ出口点９８８、とバッファ進入点９９５をいう）は、アキュムレータ・コンベヤに積載された梱包製品の高さによって異なり、走行するオブジェクトの経路とアキュムレータ・コンベヤに積載されたすべての梱包製品の間に何も妨害がないように設定するのが好ましい。言いかえれば、これら二つの距離は走行中のオブジェクトがアキュムレータ・コンベヤに進入する、あるいはそこから離れる最の最低高度を定義する。
【０２４５】
上記のように、走行中のオブジェクトの寸法は、バッファ境界点とピッキング位置との間の動作セグメントに対する結合矩形オブジェクトの寸法として算出される。上記のような妨害を検査するため、走行中のオブジェクトが通る領域内のアキュムレータ・バッファに位置する梱包製品の上面の最大高さについて検索する。計算方法について、図１０２（Ａ）−（Ｅ）を参照にして説明する。
図１０２（Ａ）に示すように、走行中のオブジェクトがアキュムレータに対して垂直方向に移動する場合は、バッファ進入高度とはピッキング梱包製品の高さのことであり、バッファ出発高度とは、隣接する二つの梱包製品の最大高さのことを言う。後者は、さらに、ピッキング梱包製品が上方に持ち上げられた直後にその間隙を埋めるために回転する場合は、アキュムレータの上流側の隣接する梱包製品と考えてもよい。このような、間隙の中の“間隙満載”隣接梱包製品の高さがピッキングした梱包製品より高い場合、これらの梱包製品のうちの最大高さをバッファ上昇高度と考える。
【０２４６】
図１０２（Ｂ）から（Ｅ）に示すように、走行中のオブジェクトがそのアキュムレータ・コンベヤ上の位置から斜めに移動する場合、移動するオブジェクトがアキュムレータ・コンベヤ上の梱包製品に衝突するかどうかを判断するためにアキュムレータ・コンベヤの検索を行う。衝突が起こり得る場合は、そのオブジジェクトを持ち上げて、衝突を避ける。
ｆ）パレット出発高度またはパレット進入高度
【０２４７】
ここで再び全体図として図１００および図１０１を参照する。パレット出発高度９９４とパレット進入高度９９２はそれぞれ、パレット上にある隣接する梱包製品との衝突の可能性に基づいて決定する。パレット内の各梱包製品を検査する。移動中のオブジェクトと衝突するかもしれない梱包製品の上面の最大高さをパレット出発高度またはパレット進入高度とする。
ｇ）シングルパレット衝突検索
【０２４８】
特定のパレットが走行中のオブジェクトと衝突する可能性を検索するため、パレットの境界にあるオブジェクトの進入点と出口点が定義されている。進入点は走行中のオブジェクトがパレットの境界と水平に交わり始める境界位置であり、出口点は、走行中のオブジェクトがほとんど完全にパレットを離れる境界位置である。
【０２４９】
一般的に、走行中のオブジェクトは、走行中のオブジェクトがパレットの境界と交わる場合に、パレット境界上に進入点だけでなく、出口点を有する。しかし例外が二つある。ピッキング径路において、“元”のパレット（新しい梱包製品を受け取ったばかりのパレット）に対する進入点は存在しない。同様に、配置径路においても、“行き先”（梱包製品を受け取ろうとしているパレット）に対する出口点は存在しない。ピッキング径路設計における元のパレットを除いて、一般的に、パレットの進入点を見付けられない場合は、走行中のオブジェクトは、パレットとは水平方向に重なることはなく、パレットは走行中のオブジェクトと衝突することはない。
進入点における走行中のオブジェクトの高さは、そのような位置が存在する場合は算出される。この高さは、最初の経由点と最終経由点を通る線に沿った直線補間から求めることができる。これらの二つのパレットの境界位置の低い方の高さは、（下限の）高さのしきい値であると考える。一つの境界位置がない場合は、出発高度または進入高度を使って比較する。梱包製品に積載された梱包製品の上面の最大高さが高さのしきい値より低い場合は、パレットは走行中のオブジェクトと衝突することはない。パレットの中に積載された梱包製品の上面の最大高さは、新しい梱包製品がパレットに積載されるたびに記録される。
回転が関わる場合、上記の二つの計算を反復しなければならないこともある。まず、移動オブジェクトの寸法は、最初の経由点と最終経由点の間の動作径路に対する、結合した移動オブジェクトの寸法であると考える。この情報を使って、一組の進入点と出口点を計算する。小さい方の寸法は、進入点と出口点の間の動作径路に対する、結合した移動オブジェクトに基づいて求めることができる。新しい移動オブジェクトを使って、より正確な高さのしきい値を求めることもできる。
【０２５０】
パレットの境界が走行中のオブジェクトと交差する場合、上記で寸法を決定した移動オブジェクトと衝突する可能性について検査するため、パレット内のそれぞれの梱包製品に対し、検索を行う。すでにパレット上にあるそれぞれの梱包製品にも、進入点と出口点が存在する場合もある。進入点が存在する場合は、進入点を走行経路位置リストに追加する。行き先に近い配置経路の場合には、例外が一つある。衝突位置が走行経路に沿って、最終経由点を超えた位置にある場合、走行中のオブジェクトは許容値によって拡大されるため、その衝突位置は正確でない場合がある。そのような状況では、正しいオブジェクトの形状（拡大移動矩形オブジェクトではなく）を使って衝突を確認する。
【０２５１】
任意の積載された梱包製品において、進入点がある場合は、通常、出口点も存在する。ピッキング径路で梱包製品が元の位置の近傍にあると考えた場合、進入点がなくても出口点は存在する。出口点が見つかったら、出口点を走行位置リストに加える。
ｈ）梱包製品衝突検査
【０２５２】
衝突検査は、二つの直交する寸法に沿った、二つの別々の検査からなる。二つの直交する寸法とは、前後の寸法と左右の寸法である。移動オブジェクトが積載された梱包製品と衝突する場合、衝突は、前後寸法上、もしくは左右の寸法上（図１０３（Ｂ））で起き、両方では起きない。
【０２５３】
図１０３（Ａ）−（Ｂ）について説明する。前後の寸法に沿った衝突の場合、移動オブジェクトは図１０３（Ａ）に示すように二つの境界位置にありうる。これらの境界位置は走行方向により、進入点もしくは出口点のいずれかが考えられる。梱包製品と移動オブジェクトの幾何学的寸法に基づき、移動オブジェクトの制御点の、左右の寸法に沿った座標を計算することができる。図１０３に示すように、ｚ軸を前後方向と定義し、x軸を左右方向と定義する。ｚ１とｚ２は、梱包製品の対応する前後のｚ座標である。移動オブジェクトの制御点（底面の中心）のｚ座標は、移動オブジェクトが下側にある時には（ｚ１−ｗ）となり、移動する矩形が上側にある時にはｚ２となる。制御点の対応するｘ座標は、走行経路の直線の方程式から求めることができる。制御点の座標を求めたら、コントローラはｘ方向に沿った接線に沿って二つの境界のｘ座標を計算する。移動する矩形と梱包製品の間に、水平方向に沿って重なる部分があれば、衝突は存在すると考えられる。
【０２５４】
左右の寸法に沿った衝突の場合、走行中の箱は、図１０３（Ｂ）に示すような二つの境界位置にありうる。各境界の位置は走行の方向により、進入点もしくは出口点のいずれかが考えられる。梱包製品と移動オブジェクトの幾何学的寸法に基づき、移動オブジェクトの制御点の、水平方向の座標を計算することができる。上記と同じ座標システムを使うと、ｘ１およびｘ２が梱包製品の対応するx座標である。定義した制御点のｘ座標は、移動オブジェクトが左側にある時には（ｘ１−１／２）であり、移動オブジェクトが右側にある時には（ｘ２＋１／２）である。制御点の対応するｚ座標は走行経路の直線の等式から求めることができる。一度制御点の座標を求めたら、コントローラが接線に沿った境界のｚ座標を計算することができる。移動オブジェクトと梱包製品との間の垂直方向に沿った重なりがある場合は、衝突は存在する。
ｉ）衝突梱包製品の挿入
【０２５５】
初めは、リストの中には最初の経由点と最終経由点の二つの位置しかない。バッファ進入点または出口点も前述のように入れることができる。後で、すべての位置の挿入に関し、配列されたリストが“膨らみ”を維持しているかどうかを確認するために、整合性検査を行う。言いかえれば、新しい位置がリストに加えられる時、上方向に凸型の径路が維持される。
ｊ）隣接梱包製品検査
【０２５６】
位置を入力すると、対応するリストの中から、一方は水平走行距離に基づき直前と直後の隣接する対の位置を検索する。
新しい位置が、水平走行距離に関して、その現存の対の位置の一方に対して予め決められた許容範囲内にある場合は、二つの方法で処理される。新しい位置が現存の位置より低い場合、新しい位置は廃棄される。そうでない場合、現存の高さを新しい高さまで上げ、次に説明するように前方検索と後方検索を行う。
【０２５７】
その位置が予め決められた許容値を超えている場合、現存の対の位置を通過する線を引く。新しい位置の高さが、その線以下である場合、新しい位置は廃棄され、そうでない場合は、新しい位置は挿入され、前方検索と後方検索を行う。
ｋ）前方検索
開始位置として新しい位置を挿入すると、次の位置が検査対象位置として選ばれ、そのまた次の位置（あれば）が基準位置として選ばれる。開始位置と基準位置を通過する線を引き、検査対象位置がその線より上にあるか、下にあるか、あるいは線上にあるかを検査する。線より上にある場合は、検索は終了する。そうでない場合は、その検査対象位置をリストから削除する。次に基準位置が検査対象位置となり、その隣の位置があれば、それが新しい基準位置となる。新しい検査サイクルが開始する。この作業は、前方方向に沿ったすべての位置に対し、納得のいく膨らみが形成されるまで繰り返す。
ｌ）後方検索
【０２５８】
開始位置として新しい位置を挿入したら、前の位置を検査対象位置として選び、そのもう一つ前の位置があれば、それを基準位置として選ぶ。開始位置と基準位置を通る線を引き、検査対象位置がその線より上にあるか、下にあるか、あるいは線上にあるかを検査する。線より上にある場合は、検索を終了する。そうでない場合は、検査対象位置をリストから削除する。次に基準位置が新しい検査対象位置となり、その前の位置があれば、それが基準位置となり、同じサイクルが再び開始される。この作業は、後方向に沿ったすべての位置に対し、納得のいく膨らみが形成されるまで繰り返す。
ｍ）垂直方向の許容範囲
【０２５９】
配列リストの中のすべての位置には許容範囲が付随する。これは、リストの中の位置を結合した凸型多角形のセグメント全体を、指定された距離の許容範囲だけ持ち上げ、走行中のオブジェクトがアキュムレータ・バッファ上に積まれた梱包製品と衝突する機会を減らすことと等しい。これは、また、底面の衝突許容範囲によって移動矩形を拡大することによっても実行できる。
Ｅ．タイミングの有効性
【０２６０】
ソフトウェアシステムには、次の構成要素が含まれる：ロボット動作設計ソフトウェア、ロボット軌道補間ソフトウェア、周辺機器制御ソフトウェア、メッセージ表示およびエラー処理ソフトウェア、および積載アルゴリズムである。ロボット動作設計ソフトウェアは、梱包製品積載設計に基づいてピック・アンド・プレイス動作シーケンスを設計し、それぞれの動作セグメントを設計する。軌道補間ソフトウェアは設計した動作セグメントを実行し、新しい位置を各軌道サイクルで補間してサーボ盤と通信する。周辺装置制御ソフトウェアは、フィードベルト、測定コンベヤおよびアキュムレータの動作を調整する。積載アルゴリズムは、前にも述べたように、梱包製品の積載設計を行うコンピュータソフトウェアである。積載設計とは、どの梱包製品を梱包製品アキュムレータからピッキングし、その梱包製品をパレットのどこに起き、どの梱包製品方向を使うかという段取りのことである。
【０２６１】
本発明の実施例の一つによるすべての構成要素はVMEバスベースのパレット積みシステムコントローラによって制御する。この実施例では、使用する種プロセッサ盤はモトローラのＭＶＭＥ１６７である。使用する多重タスク実時間オペレーティングシステムはｐＳＯＳ＋である。フィーディングベルト測定コンベヤ、アキュムレータ、およびロボット用の制御ソフトウェアと積載アルゴリズムはすべてこの盤上で実行することができる。この種プロセッサは、ガリルサーボ盤と通信してガントリ・ロボット、測定コンベヤ、フィーディングベルトおよびアキュムレータを制御する。また、測定コンベヤにある、ロードセルのデータ収集するためのマトリックス入出力盤と通信することもできる。
１．ロボット動作設計
【０２６２】
ピック・アンド・プレイス動作サイクル中、ロボットは、すべての動作セグメントに沿って最大加速度および減速度で制御される。動作のプロファイルには、方形波形加速／減速と正弦波の加速／減速が含まれ、制御分野ではその両方ともが知られている。最大加速では、方形波のプロファイルのほうが正弦波のプロファイルよりも速く動作を行うことができる。一方、正弦波のプロファイルは、方形波のプロファイルより振動が少ないピック・アンド・プレイスサイクル中、ガントリは配置サイクルの最後のセグメントを除き、ずっと方形波プロファイルに従って動作する。そしてそのセグメントで正弦波プロファイルに切り換わる。この方法により、サイクルタイムが短くなり、一方、正確に配置できる。
２．タイミングの調整
【０２６３】
最初のシステムセットアップ時には、まず、測定コンベヤとアキュムレータの供給工程を行う。アキュムレータが満載された時点から、梱包製品の測定および供給工程がロボット動作と平行して行われる。
【０２６４】
ロボットがアキュムレータからロボットをピッキングし、隣接する梱包製品との衝突がなければ、梱包製品供給サイクルが始動する。梱包製品の供給は、アキュムレータが満載されるまで続く。すなわち、最後の梱包製品は測定コンベヤに部分的に載ったままになる。
【０２６５】
本発明によると、アキュムレータの供給サイクルタイムは、ロボットのピック・アンド・プレイスのサイクルタイムの半分以下に保たれる。ロボットが別の梱包製品をピッキングしに戻ると、コントローラはその梱包製品の上に到達する前にアキュムレータの供給が行われたかどうかを確認しなければならない。アキュムレータの供給が行われていない場合は、ロボットはアイドリングし、従って,積載サイクルが遅延する。アキュムレータから比較的大きい梱包製品が取り除かれると、一般的にその間隙は一つか二つの梱包製品で満載される。小さい場合は３つの梱包製品を満載しなければならない場合もあるが、まれである。
【０２６６】
次の梱包製品は、誘導ベルトの出力エッジに導入される。ある好ましい実施例では、導入ベルト上にフォト・アイをとり付け、減速検出器として機能させる。減速検出器は、梱包製品がその点から減速を始めたら、導入ベルトの出口側エッジで停止するような位置に取り付ける。コンピュータは、減速センサを監視し、新しい梱包製品が届いたら、導入ベルトを停止させる。このようにしてあるので、前の梱包製品が測定を終了すると、常に次の梱包製品を測定コンベヤに移動させるのに最低の走行距離ですむ。
３．ワン・パッケージ・アヘッド設計
【０２６７】
本発明によると、積載決定は、ロボットの動作と梱包製品の測定および供給と平行して実行される。積載決定は、どの梱包製品をバッファからピッキングするか、パレットのどこに置くかだけでなく、どの方向を使うかなどのような積載設計も作成する。ロボット動作のプランナーが積載設計を受け入れたら、積載決定により、次の配置を計算し始める。
【０２６８】
積載決定は、アキュムレータ・バッファとパレットに対し、一つ前の梱包製品の幾何学モデルを使用する。物理的にロボットの把持機は、最後の梱包製品の配置を終え、予定された梱包製品をピッキングするためにバッファに向かって動き出したばかりである。しかし、ワン・パッケージ・アヘッド・モデルでは、予定の梱包製品は、バッファから取り除かれ、パレットに載せられていると仮定する。アキュムレータの梱包製品の位置のシフトも完了したと仮定する。この一歩進んだモデルに基づいて、次の積載プランを計算するのである。
【０２６９】
このように、ロボットが現行の梱包製品の配置を終えると、次の梱包製品の選択準備がすでになされており、時間的遅延が起きない。
４．多重タスク
【０２７０】
理解されるように、本発明では、複数の異なったタスクが実行され、それにより、このような実時間のオペレーティングシステムにとっては問題の原因となりうる。システムがピッキング径路または配置径路を走行させる前に、計算を行うのを“待つ”必要があると、不利益になり得るということは理解できよう。
【０２７１】
本発明によると、制御タスク優先順位設定を使って、コンピュータの時間を有効に利用し、よって積載サイクルにおける計算による遅延を減らす、あるいは除去することができる。
【０２７２】
本発明によると、図１０６に示すように、一つのプロセッサで実行できる６つのソフトウェアタスクがある。それらは、積載タスク、設計タスク、軌道タスク、周辺機器タスク、印刷タスク、およびエラータスクである。
【０２７３】
積載タスクは、どの梱包製品をバッファからピッキングするか、積荷の山のどこに置くか、そしてどの方向を使うかを含む、梱包製品積載設計を作成する。この設計には、既述の積載工程を含む。設計タスクは、既述のガントリロボットのピック・アンド・プレイス動作シーケンスをスケジュール化し、実行する。設計タスクはまた、ユーザ・インターフェースの処理まで拡張することもできる。軌道タスクは、配置径路およびピッキング径路の設計に関して述べたような動作セグメント実時間補間を処理する。Ｅ-ＳＴＯＰボタンが押下されたかどうかの確認などのようなタイムクリティカルな段取り作業もこのタスクで行う。周辺機器タスクは、供給コンベヤ、測定コンベヤ、アキュムレータに対する制御を処理する。印刷タスクは、すべてのメッセージをＬＥＤのモニタ画面に中継する。エラータスクは、Ｅ-ＳＴＯＰボタンがオペレータによって押下された場合、あるいはハードウェアやソフトウェアのエラーが起きた場合に起動する。
【０２７４】
本発明によると、タスクの相対的優先順位割当が実行される。ＣＰＵ時間はタスクの優先順位に基づいて割り当てられる。すなわち、優先順位の高いタスクの実行準備ができると、実行中の優先順位の低いタスクが中断され、その優先順位の高いタスクに計算時間が割り当てられるのである。上記のタスクは、それぞれ、別の優先順位に割り当てられる。軌道タスクは最も優先順位が高く、その後にエラータスク、測定コンベヤタスク、設計タスク、積載タスク、および印刷タスクと続く。特定の、優先順位の高いタスクが完了したら、ＣＰＵ時間はすぐに優先順位の低いタスクにシフトされる。
【０２７５】
本発明によると、タスクの実行時間配列も行われる。図１０６の配列２０００に示すように、優先順位が高いタスクは、それが自発的にスリープに入ると、コンピュータのＣＰＵ時間を放棄する。そして外部のタスクによってはっきりと目覚めさせられるまでそのままの状態を保つ。優先順位の高いタスクは、なんらかの事象を待っているときにもコンピュータのＣＰＵ時間を放棄する。そして他のタスクからそのような事象を受け取るまで、そのままの状態を保つ。
【０２７６】
図１０７の２０１０に示すように、積載タスクが２０１２で梱包製品のピック・アンド・プレイス設計を作成した後、設計タスク２０１３に“事象を送り”、それを実行させ、２０１４でスリープしてコンピュータ時間を放棄する。これは、設計タスクが現行の積載設計を取ると、そのサイクルを復旧する。
【０２７７】
図１０８に示すように、設計タスクは、積載タスクから梱包製品積載設計を受け取らない限り、実行しない。設計を受け取った後、設計タスクは積載タスクを呼び起こし、次の梱包製品積載設計を行う。次に、設計タスクは、ピック・アンド・プレイス動作シーケンスを設計し、実行する。シーケンスの各ステップは一般的には動作セグメントの設計を含む。動作セグメントの設計後、設計タスクは、軌道タスクによって呼び起こされるまでスリープする。アキュムレータから梱包製品をピッキングする直前に、設計タスクはアキュムレータが事象を行うのを待つ。梱包製品を持ち上げた直後に設計タスクは、周辺タスクを呼び起こし、次の梱包製品を送り出す。
【０２７８】
図１０９の２０３０に示すように、中断クロックが、３２ミリ秒のような一定の間隔で軌道タスクを呼び起こす。一度起動すると、軌道タスクは、現行のセグメントが終わっていない場合、あるいは次の予定のセグメントへ移行している場合には、ロボットの軌道位置を修正する。予定のタスクからの（コンピュータの記憶装置に記憶されている）指示に基づいて、軌道タスクは、予定の動作セグメントがすべて行われた時、あるいは次の動作セグメントへ移行した直後に設計タスクを呼び起こす。そして、軌道タスクは様々な段取り作業を実行し、スリープする。
【０２７９】
図１１１の２０４０に示すように、周辺機器タスクは動作プログラムを起動して２０４１で梱包製品を送りだし、測定する。動作プログラムは、サーボ盤で実行される。プログラムの実行中、ほとんどの時間、周辺機器タスクはスリープモードに入っている。クリティカルな位置に達すると、サーボ盤によって起こされ、データをサーボ盤と交換するか、あるいは２０４２でセンサデータを読み込む。この工程は、アキュムレータが一杯になるまで繰り返される。次に、周辺機器タスクは事象を２０４４で設計タスクに送り、設計タスクから事象を送り返されるまでスリープする。
【０２８０】
図１１２に示すように、印刷タスクは、メッセージがある限り、それを２０５２で表示しつづける。このタスクは、残りのタスクが実行中でないときのみ実行される。システムに追加の優先順位が低いタスクを入れる場合は、上で使用したスリープおよび呼び起こし法を印刷タスクまで拡張することができる。
【０２８１】
図１１３で示すように、エラータスクは、通常実行しない。これは、例外的なエラーによって呼び起こされ、２０６２でエラーを処理する。処理が終わったら、２０６１でスリープする。
Ｆ．エラー修正
【０２８２】
梱包製品が線接触して配置されると、それらはさらに上流側で読み込まれた元の寸法から幾分圧縮されたり変形する場合があるということは理解できよう。従って、実際に積載された線の長さ（梱包製品を積載した線の実際の端から端までの長さ）は、以前測定した梱包製品の“公称長さ”の合計と異なる場合がある。従って、把持機が以前の個々の測定値のみを信頼して特定の梱包製品のところへ進み、ピッキングしようとすると、例えば線状の圧縮により、実際に積載された線の長さが公称長さの合計より短くなってしまった場合などは、不利なことに、誤差の距離だけ“逸れてしまう”可能性もある。図１１４−図１１７は、本発明による、個々の梱包製品を積載された梱包製品の列から選択するための方法および装置を表したものであり、積載前と、積載時の梱包製品の実際の長さの差に対応するためのエラー修正を含む。
【０２８３】
図１１４に示すように、梱包製品“Ａ”、“Ｂ”、“Ｃ”、“Ｄ”のグループ１１４０は、アキュムレータ・コンベヤ上でその長さに沿って線接触しており、最初に積みこんだ梱包製品Ａは周知の位置の基準端ストッパ１１４２に接触しており、少なくとも梱包製品“Ａ”、“Ｂ”、“Ｃ”、“Ｄ”は、側面を整列させる側面整列ガイド１１４２と側面接触している。用語“長さ”とは、たまたま梱包製品がアキュムレータ・コンベヤに載せられた時に向いている方向に対するものであることを理解しておく必要がある。コンベヤ上の最後の梱包製品Ｄは、軸Ｘから角度δをなした距離検出器Ｓの径路ｂにあり、今後軸Ｘに沿ってすべての距離が測定されるものとする。検出器“Ｓ”からの距離“ｄ”を検出し、ｄのコサインを計算することによって、距離“ｄ”の“Ｘ”コンポーネントを求めることができる。このような知識をアキュムレータ・コンベヤの寸法と組み合わせることによって、アキュムレータ・コンベヤ上の梱包製品の実際の線の長さを計算することができる。上流側の測定コンベヤ（図示せず）による個々の梱包製品の公称長さの知識により、梱包製品Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの線の公称長さを計算することができる。これら二つの値の間の差は、実際の線の誤差または合計誤差“ｅ”である。この誤差は、例えば＋１．２インチおよび−１．５インチといったしきい値と比較し、誤差がこれらのしきい値を超えると、それはしきい値を超えた値として指定される。
【０２８４】
この時点で、システムは別の梱包製品を取り出す準備ができ、従ってそのサイクルの初めに戻る。図１１５に示すように、“Ｂ”のような梱包製品はラインから取り出し、別の梱包製品“Ｅ”を他の梱包製品と線接触させる。誤差“ｅ”は再び計算され、別の梱包製品が取り出され（例えば梱包製品“Ｄ”）、Ｆのような梱包製品と取りかえられ、図１１６に示すような形状に到達する。
【０２８５】
前述のように、それぞれの誤差“ｅ”を計算したら、把持機は、アキュムレータ・コンベヤ上に積載した梱包製品のグループからその梱包製品を取り除く。把握した梱包製品を確実に下流側に配置するため、梱包製品の中心（少なくとも“Ｘ”方向の）をできるだけ正確に知ることが望ましい。この理由から、誤差“ｅ”図１１７に示すようにラインの中の個々の梱包製品に調和させて配分する。ここで、
ｅ＝合計誤差（図１１４で計算したもの）
ｉ＝梱包製品数（図１１７では６）
Ｎ＝梱包製品の総数（図１１７では７）
ｑ＝個々の梱包製品の誤差の推測値
ｑ＝（ｉ−１）ｅ’／（Ｎ−１）
【０２８６】
上記の計算を見ても分かるように、実際に中間の梱包製品の位置を測定せずに、ライン内の最初と最後の梱包製品の間にある梱包製品に対して合計誤差“ｅ”を基本的に比例させて“配分”している。
【０２８７】
本発明のもう一つの特性は、“重み付け”システムを使用して重み付けした実際の線の誤差“ｅ”を計算しているという点である。図１１４−１１６に関して説明したように、実際の線の誤差“ｅ”は、それぞれの運転サイクル中に計算される。安定した状態で運転している場合、３つの連続的な実際の線の誤差を使って、“重み付けした”誤差ｅ'を計算することができる。このｅ'は、次のような数式で計算する。
e'＝0.2（e［t−2］）＋0.3（e［t−1］）＋0.5（e［t］）
ここで、        ｔ＝現行のサイクル
ｔ−１＝前のサイクル
ｔ−２＝前のサイクルのその前のサイクル
【０２８８】
この数式を見て分かるように、より多くの重みを一番最近の誤差に割り当てているが、同時に、それよりは少ないが、一部の重みを前の誤差にも割り当てている。
【０２８９】
要約すると、図１１４−図１１７に関して説明した上記の工程は、積載前の梱包製品の長さと積載時の実際の長さとの間の差に対応するエラー修正を含む、積載された梱包製品のラインから個々の梱包製品を選択するための、本発明による方法および装置を提供している。
【０２９０】
ＩＩＩ．結論
本発明について、開示された実施例に基づいて特別詳しく説明してきたが、添付の請求の範囲で述べた本発明の精神と範囲にもとることなく、様々な変形や変更が可能であることは理解できよう。
【図面の簡単な説明】
【図１】アキュムレータ・コンベヤと、供給コンベヤと、測定コンベヤと、把持機と、中央処理装置とを含む、本発明に基づく装置１０の説明図である。梱包製品を内部に積載したパレットも同様に示されている。
【図２】供給ベルトによって供給される複数のパレット配置の上面図である。
【図３】本発明に基づき、装置内での梱包製品とデータの流れを示した流れ図である。
【図４】本発明に基づく方法を示したデータ経路／決定経路の対話型流れ図である。
【図５】アキュムレータ・コンベヤの片側にパレットを置いた複数のパレット配置５０を示した上面図である。
【図６】アキュムレータ・コンベヤの両側にパレットを置いた複数のパレット配置６０を示した上面図である。
【図７】本発明の１実施例に基づく複数のアキュムレータ・コンベヤの配置７０を示した上面図である。
【図８】アキュムレータ・コンベヤの第２の配置８０を示した上面図である。
【図９】本発明に従って実施されるピラミッド形積載プロフィル９０を示した絵画図法である。
【図１０】互いに垂直な軸Ｘ（水平）、Ｙ（垂直）、およびＺ（水平）含む三次元座標系内に配置された、本発明に基づくコーナ３０の絵画的な三次元図面である。
【図１１】配置見込みの梱包製品“Ｐ１”が考慮され、幾つかのコーナが作成されていること以外は、図１０に示したものと同様の図面である。
【図１２】別の梱包製品“Ｐ２”が追加され、追加のコーナが追加されていること以外は、図１１および図１０に示したものと同様の図面である。
【図１３】コーナの上面図であり、コーナ内で利用される支持面が考慮されている。
【図１４】隣接する梱包製品の概念を示した側面図である。
【図１５】Ａはコーナ記録３１と表面、および本発明に基づいて各コーナと関連する前、後、右および左隣のリストの説明図である。
Ｂは２つのリスト、すなわち（多数の梱包製品記録を含む）梱包製品リストおよび隣接リストの説明図である。これらの２つのリストの間の簡単な相互参照も記載されている。
【図１６】本発明に基づくコーナ側部の周囲の様々な隣接範囲の本発明に基づくモデル１６０を示した（Ｙ軸に沿った）上面図である。
【図１７】幾何学的モデル更新に関連する論理を示した流れ図である。図示のように、アキュムレータ・バッファセクションを満載にすると、ステップ１７２で、アキュムレータ上に梱包製品を正当に（規定の積載規則に基づいて受入れられるように）配置できるか否かの判定が行われる。否である場合は、ステップ１７４で積載工程が完了する（完了）。正当な梱包製品の配置ができる場合は、配置位置を選択するステップ１７３が実行される。配置が行われると、ステップ１７５でコーナが更新される。次にステップ１７６で、コーナが併合される。その後、ステップ１７７で、表面と近隣が更新される。次にステップ１７８で、アキュムレータが更新され、その後で処理工程が反復される。
【図１８】Ａは本発明に基づくコーナの利用を含むモデリング技術を示し、配置された直後の梱包製品“Ａ”の右および上にコーナを作成した状態を示している。この図面は三次元モデルの“Ｚ”軸に沿った図面である。
Ｂは図１８Ａに関連して説明した上および右コーナ内に別の梱包製品“Ｂ”が配置されたこと以外は図１８Ａと同様の図面である。
【図１９】予測される梱包製品の配置を行うために“面合わせ（flushing）”され、かつ“転移（shifting）”された本発明に基づくモデリング技術を示している。
【図２０】梱包製品が一旦配置されると既存のコーナに新たな支持面を備える、本発明の１側面に基づくモデリング技術に基づくモデル２００の図面である。
【図２１】必然的に梱包製品と外側の境界との間の上、前、および右の隙間を観察するステップを含む、本発明に基づく基本的な面合わせの決定動作を示した論理流れ図２１０である。
【図２２】これまでの経過での梱包製品の平均寸法、並びに緩衝された梱包製品の寸法に関する考慮を含み、“前面の面合わせ”を行うか否かを決定する上で種々の考慮がなされる、本発明の前面合わせ決定プロセスを示した論理流れ図２２０である。
【図２３】これまでの経過での梱包製品の平均寸法、並びに緩衝された梱包製品の寸法に関する考慮を含み、“右側面の面合わせ”を行うか否かを決定する上で種々の考慮がなされる、本発明の右側面合わせ決定プロセスを示した論理流れ図２３０である。
【図２４】Ａ−Ｆは一次元の転移を示している。
【図２５】Ａ−Ｄは二次元の転移を示している。
【図２６】Ａ−Ｅは代替実施例の選択手順の流れ図である。
【図２７】ボックスを担持する関係系図２７０を示している。
【図２８】関係系図内に配置された数値２８０を示している。
【図２９】Ａ−Ｃはコーナ併合に関する概念を示している。
【図３０】配置することが考慮されている梱包製品向けに重心領域が規定された、本発明に基づく安定性チェックに含まれる様々なステップを示す流れ図３００である。
【図３１】底面３１２を有する梱包製品の“足跡(footprint)”内の重心領域３１１の図面３１０である。
【図３２】本発明に基づいて使用される“有効支持面”の概念を示した梱包製品の積載３２０の側面図である。
【図３３】Ａ−Ｃは多層の積載全体を通した有効な梱包製品支持面の特性を示した積載された梱包製品の一連の上面図である。
【図３４】Ａ−Ｃは有効な支持面向けに近似矩形が用いられていることを除いて、図３３のＡ−Ｃと同様の梱包製品の一連の上面図である。
【図３５】ＡおよびＢは梱包製品の底面の配置状態を示した底面図であり、Ａは本発明に基づく梱包製品のコーナ窓の利用を示し、Ｂは本発明に基づく梱包製品のエッジ窓の利用を示している。
【図３６】多角形の４つの境界エッジを利用する概念を示している。
【図３７】図３６のモデル化された構成に４つの追加頂点を利用することを示している。
【図３８】図示したように追加の“配置用梱包製品”を置くことが提案さている、積載された複数個の梱包製品の側面図である。
【図３９】本発明に基づき直接支持面多角形を利用する概念を示した、（幾つかを細線で示した）積載された複数個の梱包製品の上面図である。
【図４０】重心矩形が直接支持面多角形の外側にくる可能性を示したモデル４００を示している。
【図４１】“側面力”の概念を示している。
【図４２】梱包製品積載４２０を示している。
【図４３】梱包製品群４３０内の側方への重量伝搬を示している。
【図４４】梱包製品積載４４０を示している。
【図４５】統計に基づく測定の利点を示したデータの流れ図４５０である。
【図４６】本発明に基づく性能指標の計算を示している。
【図４７】本発明に基づく性能指標に用いられる重み係数のリストである。
【図４８】ＡおよびＢは縦および側面の重複をそれぞれ示した、それぞれの梱包製品群４８１、４８２のそれぞれの前面図および上面図である。
【図４９】Ａ−Ｃは高さカウントの計算を示している。
【図５０】梱包製品群５００のモデルを利用した相対的な高さのチェックを示している。
【図５１】梱包製品群５１０内の側面の重複の概念を示している。
【図５２】Ａ−Ｃは配置用ボックスの隣とのレベル調整の概念を示している。
【図５３】隣との高さ調整の概念を示している。
【図５４】本発明に基づくテーパ指数の計算に利用される部品を示したデータの流れ図５４０である。
【図５５】本発明に基づく相対的高さのしきい値の利用を示した図面である。
【図５６】提案されている“配置用梱包製品”が“ブロック過剰”に関して評価される、積載された複数の梱包製品の側面図である。Ｄ１（下部コーナ面内の最小限にブロックされた水平長さ）がＷＡ（積載および緩衝体内の全ボックスの平均幅）の１／３以上である場合は、テーパ指数は〔Ｄ１／（ＷＡ／３）になる。
【図５７】提案されている“配置用梱包製品”が可能性がある下置きをブロックするかどうかに基づいて前記梱包製品が評価される、積載された複数の梱包製品の側面図である。
【図５８】Ａ−Ｂは境界コーナ・チェックの概念を示している。
【図５９】配置用ボックスが隅石の位置にある場合の細長いボックスのチェックを示しており、ある判断基準が適用される場合にしきい値が適用される前に、図５４に示した他の係数に２の値が加えられる。
【図６０】配置用ボックスが隅石の位置にない場合の細長いボックスのチェックを示しており、ある判断基準が適用される場合、結果として図５４に示した方程式に２（１−（Ｄ１／ＷＡ））の値が加算される。
【図６１】Ａ−Ｂは積載６１０内に隙間を形成する細長い梱包製品の積載結果を示している。
【図６２】Ａ−Ｃは細長いボックス用の“適合するボックス”を発見するための有利な概念を示している。
【図６３】Ａ−Ｂは積載構造６３０、６３１のそれぞれの内部の隙間の増幅を示している。
【図６４】しきい値が適用される前に図５４に示したように加算されるテーパ指数要素の“階段”部分の計算を示している。
【図６５】それ自体は図４６に示すように性能指標に加算される、テーパ指数要素の“階段”部分に加算することができる別の値（Ｄ３／ＷＡ／３）の計算を示している。
【図６６】積載６６０内の階段状積載を示している。
【図６７】６７０として示されているモデル内の前部境界スペースに関する積載規則の概念を示している。
【図６８】６８０として示されているモデル内の右境界スペースに関する積載規則の概念を示している。
【図６９】その条件が満たされると、テーパ指数計算に加算される１．５の値が生ずる積載の境界に関する別の積載規則を示している。
【図７０】積載７００内の修復不能な右境界を示している。
【図７１】境界における後コーナを示している。
【図７２】符号７２０で示した構造で、配置用梱包製品が前部境界の近傍にない時に過剰に広い隙間が生じる場合に適用される規則を示している。
【図７３】Ａ−Ｃは積載７３０、７３１および７３２のそれぞれの内部の後位置合わせの概念を示している。
【図７４】Ａ−Ｃは積載７４０、７４１および７４２のそれぞれの内部の点線で示されたボックス群の境界の定義を示している。
【図７５】側面の前コーナの嵌め合わせの概念を示した積載７５０を示している。
【図７６】側面の前コーナの嵌め合わせの概念を示した積載７６０を示している。
【図７７】異なる潜在的右配置を示した積載７７０を示している。
【図７８】異なる潜在的右配置を示した積載７８０を示している。
【図７９】寸法上の有効範囲の比率に関連して、配置用ボックスが横隣を越えて過度に延長しているスタック７９０を示している。
【図８０】配置用ボックスがボックスＡおよびＢの上方のコーナである下コーナをブロックしている積載８００を示している。
【図８１】積載８１０の内部の隣のボックスへの隙間を示している。
【図８２】積載８２０の内部の隣のボックスへの隙間を示している。
【図８３】近隣隙間のペナルティ計算を例示した図表である。
【図８４】本発明に従った平均容積効率に基づくパラメータ検索を示した流れ図４９０である。
【図８５】本発明を実施した把持装置１０００の絵画図法を示している。
【図８６】図８５の把持装置の側面図である。
【図８７】図８５の把持装置の分解図である。
【図８８】図８５の把持装置の動作のための制御システムの構成図である。
【図８９】小荷物の近傍の把持装置の位置決めプロセスを示した流れ図である。
【図９０】部材１００７の単独図である。
【図９１】Ａ−Ｄは小荷物に対する把持装置の最終的な接近を略図で示している。
【図９２】必要ではない時に側部締付け機構を小荷物のレベルの上まで選択的に移動できる修正形の把持装置を示している。
【図９３】アキュムレータ・コンベア上に集積された梱包製品Ａ−Ｇである。
【図９４】アキュムレータ・コンベア上に集積された梱包製品Ａ−Ｇである。
【図９５】アキュムレータ・コンベア上に集積された梱包製品Ａ−Ｇである。
【図９６】アキュムレータ・コンベア上に集積された梱包製品Ａ−Ｇである。
【図９７】ソフトウェア・モジュールの対話を示した構成図である。
【図９８】拡大された移動矩形物体、回転移動物体、および外接矩形物体の相対的サイズを示した説明図である。
【図９９】Ａ−Ｄは配置経路に沿った位置の決定を示している。
【図１００】配置経路の構造を示している。
【図１０１】ピックアップ経路の平面構成図である。
【図１０２】緩衝体の持ち上げ高さ計算を示している。
【図１０３】衝突チェックを示している。
【図１０４】梱包製品Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、ＥおよびＦを含む積載内で層から層に移行される重量を示している。
【図１０５】積載内での梱包製品Ａ、ＢおよびＣの重量の伝搬を示している。
【図１０６】タスク群２０００内のタスクの構成を示している。
【図１０７】積載タスク実行の流れ図２０１０を示している。
【図１０８】計画タスク実行の流れ図２０２０を示している。
【図１０９】軌道タスク実行の流れ図２０３０を示している。
【図１１０】複合された移動矩形物体の定義を示している。
【図１１１】周辺機器、タスク実行、印字、およびエラー処理に関する流れ図である。
【図１１２】周辺機器、タスク実行、印字、およびエラー処理に関する流れ図である。
【図１１３】周辺機器、タスク実行、印字、およびエラー処理に関する流れ図である。
【図１１４】アキュムレータ・コンベヤの頂部に集積された梱包製品Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、ＥおよびＦの群１１４０の上面図であり、第１の集積された梱包製品Ａは周知の位置の基準端部ストッパ１１４１に当接しており、横の全ての梱包製品は横位置合わせ用の横位置合わせガイド１１４２と接触している。
【図１１５】アキュムレータ・コンベヤの頂部に集積された梱包製品Ａ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、ＦおよびＧの群１１５０の上面図である。
【図１１６】アキュムレータ・コンベヤの頂部に集積された梱包製品Ａ、Ｃ、Ｅ、ＦおよびＧの群１１６０の上面図である。
【図１１７】アキュムレータ・コンベヤの頂部に集積された梱包製品Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、ＦおよびＧの群１１７０の上面図である。
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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【図５０】
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【図５１】
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【図５２】
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【図５３】
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【図５４】
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【図５５】
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【図５６】
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【図５７】
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【図５８】
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【図５９】
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【図６０】
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【図６１】
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【図６２】
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【図６３】
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【図６４】
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【図６５】
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【図６６】
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【図６７】
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【図６８】
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【図６９】
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【図７０】
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【図７１】
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【図７２】
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【図７３】
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【図７４】
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【図７５】
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【図７６】
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【図７７】
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【図７８】
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【図７９】
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【図８０】
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【図８１】
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【図８２】
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【図８３】
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【図８４】
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【図８５】
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【図８６】
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【図８７】
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【図８８】
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【図８９】
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【図９０】
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【図９１】
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【図９２】
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【図９３】
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【図９４】
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【図９５】
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【図９６】
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【図９７】
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【図９８】
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【図９９】
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【図１００】
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【図１０１】
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【図１０２】
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【図１０３】
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【図１０４】
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【図１０５】
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【図１０６】
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【図１０７】
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【図１０８】
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【図１０９】
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【図１１０】
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【図１１１】
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【図１１２】
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【図１１３】
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【図１１４】
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【図１１６】
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【図１１７】
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