特許 6569903 物品識別装置、物品識別方法、物品識別プログラム、及び記録媒体

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6569903

(24)【登録日】2019年8月16日

(45)【発行日】2019年9月4日

(54)【発明の名称】物品識別装置、物品識別方法、物品識別プログラム、及び記録媒体

(51)【国際特許分類】

   B65G 1/137 20060101AFI20190826BHJP

【ＦＩ】

   B65G1/137 A

【請求項の数】6

【全頁数】9

(21)【出願番号】特願2015-198863(P2015-198863)

(22)【出願日】2015年10月6日

(65)【公開番号】特開2017-71469(P2017-71469A)

(43)【公開日】2017年4月13日

【審査請求日】2018年9月26日

【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）平成２３年度、独立行政法人新エネルギー・産業技術総合開発機構「次世代プリンテッドエレクトロニクス材料・プロセス基盤技術開発／次世代プリンテッドエレクトロニクス材料・プロセス基盤技術開発」委託研究、産業技術力強化法第１９条の適用を受ける特許出願

(73)【特許権者】

【識別番号】301021533

【氏名又は名称】国立研究開発法人産業技術総合研究所

(73)【特許権者】

【識別番号】000004237

【氏名又は名称】日本電気株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】000002897

【氏名又は名称】大日本印刷株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100079108

【弁理士】

【氏名又は名称】稲葉 良幸

(74)【代理人】

【識別番号】100109346

【弁理士】

【氏名又は名称】大貫 敏史

(74)【代理人】

【識別番号】100144325

【弁理士】

【氏名又は名称】小澁 高弘

(72)【発明者】

【氏名】植村 聖

(72)【発明者】

【氏名】遠藤 浩幸

(72)【発明者】

【氏名】三好 徹

【審査官】 井上 信

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００６−２０４４７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−８９９２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−３３００２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−１８５３２６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ６５Ｇ １／１３７

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

物品を載置する載置面にマトリクス状に配置された複数の圧力センサを有する圧力検出部と、
前記物品に固有の荷重圧力分布を前記載置面にもたらすように前記物品に固有の配置パターンで前記物品に設けられた複数の識別部分と、
前記複数の圧力センサが検出する前記載置面の荷重圧力分布から前記複数の識別部分の配置パターンを識別するとともに前記識別された配置パターンから前記物品を識別判定する判定部と、
を備える物品識別装置。

【請求項2】

請求項１に記載の物品識別装置であって、
前記判定部は、前記複数の圧力センサが検出する前記載置面の荷重圧力分布から前記物品の個数を判定する、物品識別装置。

【請求項3】

請求項１又は請求項２に記載の物品識別装置であって、
前記識別部分は、前記物品の底面から突出する凸部又は前記底面に陥没する凹部である、物品識別装置。

【請求項4】

コンピュータが、
物品を載置する載置面に前記物品に固有の荷重圧力分布をもたらすように前記物品に固有の配置パターンで前記物品に設けられた複数の識別部分の配置パターンを、前記載置面にマトリクス状に配置された複数の圧力センサが検出する前記載置面の荷重圧力分布から識別することと、
前記識別された配置パターンから前記物品を識別判定することと、
を実行する物品識別方法。

【請求項5】

コンピュータに、
物品を載置する載置面に前記物品に固有の荷重圧力分布をもたらすように前記物品に固有の配置パターンで前記物品に設けられた複数の識別部分の配置パターンを、前記載置面にマトリクス状に配置された複数の圧力センサが検出する前記載置面の荷重圧力分布から識別することと、
前記識別された配置パターンから前記物品を識別判定することと、
を実行させる物品識別プログラム。

【請求項6】

コンピュータに、
物品を載置する載置面に前記物品に固有の荷重圧力分布をもたらすように前記物品に固有の配置パターンで前記物品に設けられた複数の識別部分の配置パターンを、前記載置面にマトリクス状に配置された複数の圧力センサが検出する前記載置面の荷重圧力分布から識別することと、
前記識別された配置パターンから前記物品を識別判定することと、
を実行させる物品識別プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、物品を識別する装置、方法、プログラム、及び記録媒体に関する。

【背景技術】

【0002】

小売業では、顧客が求める商品を切らせることなく提供するために、商品の需要予測を行い、一定数量の商品を在庫として予め入荷し、商品の販売機会の喪失を防止している。一方、商品の在庫は、小売店のコスト増につながるため、在庫を切らすことによる販売機会の損失と、在庫を抱えることによるコスト増とのバランスを考慮して、商品の在庫管理がなされている。このような事情を背景に、商品のきめ細かな在庫管理が課題となっており、例えば、特許文献１では、商品の陳列棚や倉庫棚に圧力センサを用いた重量計を組み込み、重量計に加えられる商品の荷重から商品の数量を計測して表示する自動棚卸装置が提案されている。また、特許文献２では、食品を載置する棚の４隅部と棚受けとの間に４つの圧力センサを配置し、それぞれの圧力センサに加えられる荷重から食品の棚面上の位置を特定する冷蔵庫が提案されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開平１０−０１７１２１号公報

【特許文献2】特開平２００７−０１０２０８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、複数の圧力センサをマトリクス状に高密度に配置してなる圧力センサシート上に商品を載置して、商品の荷重圧力の面内分布を検出すれば、荷重圧力分布から商品の底面形状が推定できるため、商品の識別及び在庫管理が可能になると考えられる。

【0005】

しかし、このような手法では、例えば、商品の重心に偏りが生じており、商品の底面と圧力センサシートとの間の面内に均一な荷重が加わらない場合には、荷重圧力分布から推定される商品の底面形状は、商品の実際の底面形状を反映していない虞があり、商品の正確な識別及び在庫管理に支障が生じ得る。例えば、図８に示すように、圧力センサシート１００に商品２００を載置し、その荷重圧力分布を測定すると、商品２００の重心に偏りが生じている場合には、図９に示すように、重心のずれ方向に高負荷の荷重を示す荷重圧力分布２１０が得られる。図中、濃淡の濃い部分は、荷重が局所的に高い部分を示し、濃淡の薄い部分は、荷重が局所的に低い部分を示す。このような傾向は、特に、商品２００の重量に比して、底面積が広い場合に見られることが本発明者の実験により判明している。

【0006】

そこで、本発明は、このような問題を解決し、物品の識別判定精度を高めることを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上述の課題を解決するため、本発明に係る物品識別装置は、物品を載置する載置面にマトリクス状に配置された複数の圧力センサを有する圧力検出部と、物品に固有の荷重圧力分布を載置面にもたらすように物品に固有の配置パターンで物品に設けられた複数の識別部分と、複数の圧力センサが検出する載置面の荷重圧力分布から複数の識別部分の配置パターンを識別するとともに識別された配置パターンから物品を識別判定する判定部とを備える。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本実施形態に係る識別部分が設けられた物品の全体斜視図である。

【図2】本実施形態に係る識別部分が設けられた物品の部分断面図である。

【図3】本実施形態に係る識別部分がもたらす荷重圧力分布の説明図である。

【図4】本実施形態に係る識別部分が設けられた物品の部分断面図である。

【図5】本実施形態に係る物品識別装置の構成を示すブロック図である。

【図6】本実施形態に係る識別部分が設けられた物品の全体斜視図である。

【図7】本実施形態に係る識別部分がもたらす荷重圧力分布の説明図である。

【図8】従来の物品の全体斜視図である。

【図9】従来の物品がもたらす荷重圧力分布の説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、図１乃至図７を参照しながら本発明の実施形態について説明する。ここで、同一符号は同一の要素を示すものとし、重複する説明は省略する。
図１は、本実施形態に係る物品５０を圧力検出部３０の載置面３２に載置した状態を示している。図中、載置面３２に平行な平面をＸＹ平面と定義し、ＸＹ平面に垂直な方向をＺ方向と定義している。物品５０には、複数の識別部分６０が物品５０に固有の配置パターンで設けられている。複数の識別部分６０の配置パターンとは、複数の識別部分６０のそれぞれの相対的な位置関係を意味する。識別部分６０は、例えば、図２に示すように、物品５０の底面５１から載置面３２に向けて突出する凸部（ＸＺ平面で切断したときの物品５０の底面５１の断面形状が凸状となる形状を有する部分）である。ＸＹ平面で切断したときの識別部分６０の断面形状は、例えば、略円状でもよく、或いは略多角形状でもよい。識別部分６０を構成する材質は、物品５０の荷重に対して容易に変形しない程度の適度な耐荷重性を有する材質であればよい。このような複数の識別部分６０を有する物品５０が載置面３２にもたらす荷重圧力の面内分布を、圧力検出部３０を用いて測定すると、図３に示すような荷重圧力分布６１が得られる。図中、濃淡の濃い部分は、凸状の形状を有する識別部分６０が載置面３２に当接する部分であり、その部分において高荷重が局所的にもたらされる。複数の識別部分６０は、物品５０に固有の配置パターンで配列しているため、荷重圧力分布６１は物品５０に固有の圧力分布を示す。このように、物品５０と複数の識別部分６０の配置パターンは、一対一に対応しており、且つ複数の識別部分６０の配置パターンと荷重圧力分布６１も一対一に対応しているため、荷重圧力分布６１から物品５０を一意に識別判定することができる。ここで、「荷重」とは、載置面３２に作用する圧力の大きさや向きが時間によらず一定である「静荷重」を意味し、載置面３２に作用する圧力の大きさや向きが時間に応じて変化する「動荷重（例えば、衝撃荷重や移動荷重等）」を意味するものではないことに留意されたい。なお、図３の点線は、物品５０の外縁を示している。

【0010】

なお、識別部分６０は、例えば、図４に示すように、物品５０の底面５１に陥没する凹部（ＸＺ平面で切断したときの物品５０の底面５１の断面形状が凹状となる形状を有する部分）でもよい。物品５０を載置面３２に安定して載置することが困難な場合には、識別部分６０は、凸部よりも凹部の方が好ましい。識別部分６０の断面形状が凹状である場合、物品５０の底面５１は、その部分において載置面３２に当接しないため、識別部分６０が形成されている位置に対応して、物品５０からの荷重負荷がかからない部分が生じる。従って、このような場合においても、物品５０が載置面３２にもたらす荷重圧力分布は、物品５０に固有の圧力分布を示すため、荷重圧力分布から物品５０を一意に識別判定することができる。

【0011】

図５は本実施形態に係る物品識別装置１０の構成を示すブロック図である。説明の便宜上、物品５０の底面５１が＋Ｚ方向を向くように物品５０の向きを反転して図示している。物品識別装置１０は、物品５０を載置する載置面３２にマトリクス状に配置された複数の圧力センサ３１を有する圧力検出部３０と、物品５０に固有の荷重圧力分布を載置面３２にもたらすように物品５０に固有の配置パターンで物品５０に設けられた複数の識別部分６０と、複数の圧力センサ３１が検出する載置面３２の荷重圧力分布から複数の識別部分６０の配置パターンを識別するとともに、識別された配置パターンから物品５０を識別判定する物品識別プログラム４１を格納する記憶資源４０と、物品識別プログラム４１を解釈及び実行するプロセッサ２０と、物品５０の個数を出力する出力装置７０とを備えるコンピュータシステムである。

【0012】

圧力検出部３０は、例えば、微細な圧力センサ３１を高密度でマトリクス状に配置してなる圧力センサシートと呼ばれるものであり、物品５０が載置面３２にもたらす荷重圧力の面内分布を高分解能で検出することができる。このような圧力検出部３０として例えば、１ミリ角程度の有機トランジスタの表面に感圧導電ゴムシートが形成された公知のフレキシブル有機薄膜トランジスタアレイを用いることができる。感圧導電ゴムシートは、物品からの荷重に応じて変形すると、抵抗値が変化するため、電源端子から感圧導電ゴムシートを介して有機薄膜トランジスタに流れるドレイン電流の変化に基づいて物品の荷重圧力を検出することができる。１ミリ角程度の分解能を有するフレキシブル有機薄膜トランジスタアレイに底面５１が円形である物品５０を載置し、底面５１の直径を１８ｍｍ〜３５ｍｍの範囲において１ｍｍ刻みで変化させて底面５１の面積を測定したところ、面積の測定誤差は、２３．４７ｍｍ²〜６３．３０ｍｍ²であり、正しい面積に対する誤差面積の割合は、９．２％以下であった。この結果から、１ミリ角程度の分解能を有するフレキシブル有機薄膜トランジスタアレイは、実用上十分な検出精度を有しているものと考えられる。

【0013】

プロセッサ２０は、算術演算、論理演算、ビット演算等を処理する算術論理演算ユニットと、各種レジスタ（プログラムカウンタ、データレジスタ、命令レジスタ、汎用レジスタ等）と、圧力検出部３０、記憶資源４０、及び出力装置７０に接続するインタフェースとから構成され、圧力検出部３０から出力される荷重圧力分布を示す信号を読み取り、記憶資源４０に格納されている物品識別プログラム４１を解釈及び実行し、物品５０を識別判定し、物品５０の個数を出力装置７０に出力する。記憶資源４０は、物理デバイス（例えば、ディスクドライブ又は半導体メモリ等のコンピュータ読み取り可能な記録媒体）の記憶領域が提供する論理デバイスである。記憶資源４０は、物品識別プログラム４１とテーブル４３とを格納している。テーブル４３は、物品５０とその物品５０に設けられる複数の識別部分６０の配置パターンとの対応関係を保持している。

【0014】

物品識別プログラム４１は、載置面３２に載置された物品５０を識別判定するとともに物品５０の在庫管理をするためのプログラムであり、メインプログラムの中で呼び出されて実行される複数のソフトウェアモジュールを備える。このようなソフトウェアモジュールは、例えば、プロシージャ、サブルーチン、メソッド、関数、及びデータ構造などを用いて作成される。モジュールは、その部分だけでコンパイル可能な単位である。このようなソフトウェアモジュールの一つとして、物品識別プログラム４１は、判定モジュール４２を備える。判定モジュール４２は、複数の圧力センサ３１が検出する載置面３２の荷重圧力分布６１から、公知のパターン認識アルゴリズムを用いて、複数の識別部分６０の配置パターンを識別するとともに、テーブル４３を参照して、複数の識別部分６０の配置パターンから物品５０を識別判定するように記述されたサブプログラムである。判定モジュール４２は、複数の圧力センサ３１が検出する載置面３２の荷重圧力分布６１から、公知のパターン認識アルゴリズムを用いて、物品５０の個数を判定し、出力装置７０に物品５０の個数を出力することもできる。このように、物品５０を識別判定する判定部としての機能は、プロセッサ２０と判定モジュール４２との協働により実現されるものであるが、専用のハードウェア資源（例えば、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ））やファームウェアを用いて同様の識別判定処理を行ってもよい。なお、出力装置７０は、物品５０の個数を表示する表示装置（例えば、有機ＥＬディスプレイ、液晶ディスプレイ、ＣＲＴディスプレイ等）でもよく、或いは物品５０の個数を印字する印刷装置（例えば、インクジェットプリンタ、レーザプリンタ等）でもよい。

【0015】

次に、図６及び図７を参照しながら、複数種類の物品５０，７０を識別する処理の概要について説明する。図６に示すように、複数の物品５０と複数の物品７０が載置面３２に載置されている。物品５０と物品７０とは互いに種類が異なるものである。それぞれの物品５０には、物品５０に固有の荷重圧力分布が載置面３２にもたらされるように物品５０に固有の配置パターンで複数の識別部分６０が物品５０に設けられている。同様に、それぞれの物品７０には、物品７０に固有の荷重圧力分布が載置面３２にもたらされるように物品７０に固有の配置パターンで複数の識別部分８０が物品７０に設けられている。この場合、テーブル４３は、物品５０とその物品５０に設けられる複数の識別部分６０の配置パターンとの対応関係に加えて、物品７０とその物品７０に設けられる複数の識別部分８０の配置パターンとの対応関係も保持しているものとする。図７に示すように、複数の識別部分６０の配置パターンと複数の識別部分８０の配置パターンとの相違に起因して、物品５０から載置面３２にもたらされる荷重圧力分布６１と、物品７０から載置面３２にもたらされる荷重圧力分布８１とは、互いに圧力分布の態様が異なるため、荷重圧力分布６１，８１から物品５０，７０を識別することができる。また、同種類の物品５０が載置面３２上に複数存在する場合は、同様の圧力分布傾向を示す荷重圧力分布６１が物品５０の個数分だけ検出されるため、同様の圧力分布傾向を示す荷重圧力分布６１の数を計数することにより、物品５０の個数を判定することができる。物品７０についても、同様の圧力分布傾向を示す荷重圧力分布８１の数を計数することにより、物品７０の個数を判定することができる。判定モジュール４２は、それぞれの物品５０，７０の個数を一定周期間隔で計数し、物品５０，７０の個数の時間経過に伴う変動（増減）を出力装置７０に出力してもよい。なお、図７の点線は、物品５０，７０の外縁を示している

【0016】

本実施形態によれば、載置面３２に局所的に高い荷重負荷をもたらす断面凸状の識別部分６０又は載置面３２に局所的に荷重負荷をもたらさない断面凹状の識別部分６０を物品５０に固有の配置パターンで物品５０に設けることにより、物品５０の重心に偏りが生じており、物品５０の底面５１と載置面３２との間に均一な荷重が加わらないような場合（特に、物品５０の重量に比して底面積が広い場合）でも、識別部分６０が載置面３２にもたらす荷重と、識別部分６０が形成されていない物品５０の底面５１が載置面３２にもたらす荷重との差を、検出部３０の実用上実現可能な分解能の範囲内で明確にできるため、荷重圧力分布６１から物品５０を一意に識別判定することができる。また、検出部３０として、１ミリ角程度の分解能を有する公知のフレキシブル有機薄膜トランジスタアレイを用いることにより、複数の識別部分６０の配置パターンを実用上十分な精度で識別することができる。また、フレキシブル有機薄膜トランジスタアレイは、適度な可撓性を備えているため、設置場所の制約を受けることが少なく、利便性に優れている。また、物品５０，７０の種類毎に物品５０，７０に設けられる複数の識別部分６０，８０の配置パターンを異なるものとすることにより、物品５０，７０の種類及び個数を判別することができる。物品５０，７０は、例えば、小売店等で商取引の対象となる交換価値のある商品であってもよい。小売店等で販売される複数種類の商品に、それぞれの種類に固有の配置パターンを有する識別部分を設け、商品の陳列棚や倉庫棚等に圧力検出部３０を設置し、商品の販売時点情報管理システム（所謂、ＰＯＳシステム）に物品識別プログラム４１及びテーブル４３を実装することにより、ＰＯＳシステム上で商品の在庫管理を行うこともできる。

【0017】

なお、以上説明した各実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更／改良され得るととともに、本発明にはその等価物も含まれる。即ち、各実施形態に当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。例えば、各実施形態が備える各要素およびその配置、材料、条件、形状、サイズなどは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。また、上下左右等の位置関係は、特に断らない限り、図示の比率に限定されるものではない。また、各実施形態が備える各要素は、技術的に可能な限りにおいて組み合わせることができ、これらを組み合わせたものも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。

【符号の説明】

【0018】

１０…物品識別装置
２０…プロセッサ
３０…圧力検出部
３１…圧力センサ
３２…載置面
４０…記憶資源
４１…物品識別プログラム
４２…判定モジュール
４３…テーブル
５０，７０…物品
５１…底面
６０，８０…識別部分
６１，８１…荷重圧力分布

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】