特開 2022-99016 自走式情報読取装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022099016

(43)【公開日】2022-07-04

(54)【発明の名称】自走式情報読取装置

(51)【国際特許分類】

   B65G 1/137 20060101AFI20220627BHJP

   G07G 1/00 20060101ALN20220627BHJP

【ＦＩ】

B65G1/137 A

G07G1/00 331Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2020212745

(22)【出願日】2020-12-22

(71)【出願人】

【識別番号】591030237

【氏名又は名称】ＢＩＰＲＯＧＹ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100114557

【弁理士】

【氏名又は名称】河野 英仁

(74)【代理人】

【識別番号】100078868

【弁理士】

【氏名又は名称】河野 登夫

(72)【発明者】

【氏名】大熊 義久

(72)【発明者】

【氏名】小畑 夕香

【テーマコード（参考）】

3E142

3F522

【Ｆターム（参考）】

3E142AA01

3E142AA03

3E142EA13

3E142GA35

3F522AA02

3F522AA03

3F522AA04

3F522AA05

3F522BB06

3F522BB13

3F522BB24

3F522BB35

3F522CC09

3F522DD03

3F522DD22

3F522DD23

3F522DD26

3F522DD32

3F522FF02

3F522FF03

3F522FF13

3F522FF17

3F522FF19

3F522FF23

3F522FF24

3F522FF37

3F522GG03

3F522GG09

3F522GG17

3F522GG23

3F522GG25

3F522GG34

3F522GG37

3F522GG44

3F522HH02

3F522HH24

3F522HH35

3F522KK05

3F522LL10

3F522LL38

(57)【要約】

【課題】自走式情報読取装置の提供。
【解決手段】物品及び棚札が配置されている物品棚を側方に臨みながら床面を自走する走行部と、走行部の進行方向側方を撮像することによって、物品及び棚札の画像を取得する撮像部と、撮像部より進行方向の前方又は後方に離隔した位置に設けられ、撮像対象の物品及び棚札を照明すべく、位置から撮像部の側へ傾斜した方向に光を照射する照明部と、照明部により照明され、撮像部により撮像された前記物品及び棚札の画像を取得し、取得した画像に基づき棚札が示す物品の情報を読み取る読取部とを備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

物品及び棚札が配置されている物品棚を側方に臨みながら床面を自走する走行部と、
前記走行部の進行方向側方を撮像することによって、前記物品及び前記棚札の画像を取得する撮像部と、
前記撮像部より進行方向の前方又は後方に離隔した位置に設けられ、撮像対象の物品及び棚札を照明すべく、前記位置から前記撮像部の側へ傾斜した方向に光を照射する照明部と、
前記照明部により照明され、前記撮像部により撮像された前記物品及び棚札の画像を取得し、取得した画像に基づき前記棚札が示す前記物品の情報を読み取る読取部と
を備える自走式情報読取装置。

【請求項2】

前記照明部は、傾斜角度を調節するための調節機構を備える
請求項１に記載の自走式情報読取装置。

【請求項3】

前記照明部の傾斜角度は、前記進行方向の後方又は前方を基準として、０度より大きく、９０度より小さい角度であり、より好ましくは、４５度より大きく、９０度より小さい角度である
請求項２に記載の自走式情報読取装置。

【請求項4】

前記傾斜角度は、前記撮像部と前記照明部との間の離隔距離をＬ１、前記撮像部と前記物品棚との間の離隔距離をＬ２とした場合、ｔａｎ^-1（Ｌ２／Ｌ１）を含む所定範囲内の角度である
請求項２に記載の自走式情報読取装置。

【請求項5】

前記撮像部は、高さ方向に離隔した複数の撮像装置を備える
請求項１から請求項４の何れか１つに記載の自走式情報読取装置。

【請求項6】

前記照明部は、高さ方向に相対的に長い矩形状の発光面を備える
請求項１から請求項５の何れか１つに記載の自走式情報読取装置。

【請求項7】

前記撮像部は、同一の物品及び棚札を連続的に複数回撮像し、
前記読取部は、前記撮像部より得られる複数の画像の夫々から選択した領域の画像に基づき、前記棚札が示す前記物品の情報を読み取る
請求項１から請求項６の何れか１つに記載の自走式情報読取装置。

【請求項8】

前記物品棚との離隔距離を計測する計測部を備え、
前記読取部は、前記計測部により計測された離隔距離に応じて、前記物品の情報を読み取る画像の領域を変更する
請求項１から請求項７の何れか１つに記載の自走式情報読取装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、自走式情報読取装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、店舗内や倉庫内に置かれている商品や製品などの在庫の数を数え、台帳やデータベースなどによって在庫管理することが行われている。このような在庫管理は、例えば、所定の日時ごとに店舗内や倉庫内を回って商品や製品などの個数を数えるという作業を伴うため、作業者等の人の手を介して行われることになる。また、店舗内における商品管理は、顧客が出入りしない閉店後に実施されることが多い。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００７－３１７１１２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、従来の在庫管理の方法では、作業者の目視による商品等の所在の確認やコンピュータへの情報入力等を行う必要があり、これらの作業に多大な労力を要するといった問題があった。在庫管理においては情報の更新の頻度の多さが重要であるが、毎日のように頻繁に在庫管理を行うことはより多大な労力と時間を要することになってしまう。

【0005】

本発明は、物品及び棚札を撮像して得られる画像から、棚札が示す物品の情報を読み取ることができる自走式情報読取装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の一態様に係る自走式情報読取装置は、物品及び棚札が配置されている物品棚を側方に臨みながら床面を自走する走行部と、前記走行部の進行方向側方を撮像することによって、前記物品及び前記棚札の画像を取得する撮像部と、前記撮像部より進行方向の前方又は後方に離隔した位置に設けられ、撮像対象の物品及び棚札を照明すべく、前記位置から前記撮像部の側へ傾斜した方向に光を照射する照明部と、前記照明部により照明され、前記撮像部により撮像された前記物品及び棚札の画像を取得し、取得した画像に基づき前記棚札が示す前記物品の情報を読み取る読取部とを備える。

【発明の効果】

【0007】

本発明の一態様によれば、物品及び棚札を撮像して得られる画像から、棚札が示す物品の情報を読み取ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】実施の形態１に係る商品管理システムの全体構成を示す概略図である。

【図2】自走式ロボットの概略構成を示す斜視図である。

【図3】自走式ロボットの概略構成を示す斜視図である。

【図4】撮像装置の撮像方向と、照明装置の傾斜角度との関係を説明する説明図である。

【図5】傾斜角度の調整機構を示す斜視図である。

【図6】自走式ロボットの制御系の構成を示すブロック図である。

【図7】自走式ロボットの制御部が実行する処理の手順を説明するフローチャートである。

【図8】実施の形態２における商品情報の読み取り手法を説明する説明図である。

【図9】実施の形態３における自走式ロボットの制御部が実行する処理の手順を説明するフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて具体的に説明する。
（実施の形態１）
図１は実施の形態１に係る商品管理システムの全体構成を示す概略図である。実施の形態１に係る商品管理システムは、例えば、スーパーマーケットなどの店舗において商品を管理するためのシステムであり、店舗内を自走しながら商品情報を収集する自走式ロボット１と、自走式ロボット１より得られる商品情報を基に商品を管理する管理装置２とを備える。

【0010】

自走式ロボット１は、夜間などの閉店後において、店舗内の所定のエリアを自律的に走行し、照明光を照射しながら商品棚を順次撮像することにより、商品棚に配置されている商品及び棚札の画像を取得する。ここで、商品は、商品棚の棚板に載置された状態であってもよく、フックなどの吊具によって吊り下げられた状態であってもよい。棚札は、商品名、価格、産地、商品コードなどが記載された値札、商品広告を示すＰＯＰ（Point of Purchase）を含む。自走式ロボット１は、商品棚を撮像して得られる画像を解析することにより、棚札が示す商品の情報を読み取り、読み取った商品に関する情報（商品情報）を管理装置２へ送信する。

【0011】

自走式ロボット１の走行パターンは、各商品棚（図１に示す例では商品棚Ｓ１，Ｓ２）に配置されている商品及び棚札の画像を取得できるように設定される。図１に一例として示す自走式ロボット１は、進行方向に対して右側の側面に撮像部１４及び照明部１５を備える。この場合、商品棚Ｓ２に面する側の商品棚Ｓ１の商品及び棚札の画像を取得するためには、自走式ロボット１は、商品棚Ｓ１，Ｓ２の間の通路を図に示す白抜矢符の方向へ進む必要がある。一方、商品棚Ｓ１に面する側の商品棚Ｓ２の商品及び棚札の画像を取得するためには、自走式ロボット１は、商品棚Ｓ１，Ｓ２の間の通路を図に示す白抜矢符の方向とは反対の方向へ進む必要がある。このように、撮像対象の商品棚や商品に応じて走行方向を変更する必要があるので、自走式ロボット１の走行パターンは、撮像部１４が撮像する方向と商品棚の配置とを考慮して設定される。なお、走行パターンは、機械学習などの手法により自走式ロボット１によって自動的に設定されてもよく、管理者等によって人為的に設定されてもよい。

【0012】

管理装置２は、店舗内又は店舗外に設置されるパーソナルコンピュータ、サーバなどの情報処理装置である。管理装置２は、自走式ロボット１と通信可能に構成される。管理装置２は、自走式ロボット１より送信される商品情報を受信し、受信した商品情報を基に店舗内の商品を管理する。

【0013】

管理装置２は、例えば、棚札が示す商品の有無の情報を自走式ロボット１から取得することによって、商品の欠品を管理することができる。また、管理装置２は、棚札に記載されている価格の情報を自走式ロボット１から取得し、管理装置２で管理されているマスタ情報と突合することによって、店舗において正しい価格が提示されているか否かを管理してもよい。更に、管理装置２は、棚札に記載されている期限の情報を自走式ロボット１から取得し、棚札の外し忘れを管理してもよい。更に、管理装置２は、棚札より特定される商品種別の情報を自走式ロボット１から取得し、取得した情報に基づき棚割を定めてもよい。

【0014】

実施の形態では、本発明の適用例として店舗内を自走しながら商品情報を収集する自走式ロボット１の構成について説明する。代替的に、自走式ロボット１は、工場や倉庫内を自走しながら物品棚に配置されている物品の情報を収集する構成であってもよく、書店や図書館内を自走しながら書籍棚に配置されている書籍の情報を収集する構成であってもよい。すなわち、自走式ロボット１は、商品棚を撮像して商品情報を収集する構成に限らず、任意の物品が載置された物品棚を撮像して物品情報を収集することが可能である。

【0015】

図２及び図３は自走式ロボット１の概略構成を示す斜視図である。以下、図２及び図３に示す前後、左右、上下の各方向を用いて、自走式ロボット１の構成について説明する。図２は自走式ロボット１の前面及び左側面を左上方から見た斜視図であり、図３は自走式ロボット１の後面及び右側面を右上方から見た斜視図である。自走式ロボット１は、主として、図２及び図３に示す「前」の方向へ走行するものとする。

【0016】

自走式ロボット１は、ロボット本体１０と、ロボット本体１０の右後方の一画に位置する撮像部１４と、ロボット本体１０の右前方の一画に位置する照明部１５とを備える。自走式ロボット１の撮像部１４及び照明部１５は、ロボット本体１０の前後方向に離隔して配置される。

【0017】

ロボット本体１０は、直方体状の筐体１００を備える。筐体１００は、前面パネル１０１、左右の側面パネル１０２，１０３、後面パネル１０４、及び上面パネル１０５により構成される。筐体１００の内部には、走行部１３（図６を参照）が設けられている。

【0018】

走行部１３は、対向二輪型、ステアリング型などの走行機構を備えており、駆動輪や駆動輪を回転駆動する電動モータなどを備える。走行部１３は、制御部１１（図６を参照）からの制御により、電動モータを駆動して駆動輪を回転させることにより、店舗内の床面を所定の走行パターンに従って走行するように構成される。走行部１３は、上述した構成に限らず、オムニホイール、メカナムホイールなどにより構成される全方位型の走行機構を備えるものであってもよい。

【0019】

撮像部１４は、上下方向に長い直方体状の筐体１４０と、筐体１４０に取り付けられた撮像装置１４１Ａ～１４１Ｄとを備える。撮像装置１４１Ａ～１４１Ｄは、それぞれが光学レンズ、撮像素子、及びドライバ回路などを備え、撮像対象（本実施の形態では主として商品及び棚札）を個別に撮像し、得られた画像を出力するように構成されている。本実施の形態において、撮像装置１４１Ａ～１４１Ｄは、自走式ロボット１の走行中に進行方向の側方（右側）に位置する商品棚を撮像し、商品棚に配置されている商品及び棚札の画像を出力する。

【0020】

撮像装置１４１Ａ～１４１Ｄは、上下方向に一列に配列され、光軸が進行方向に対して垂直をなすように筐体１４０に取り付けられている。撮像装置１４１Ａ～１４１Ｄは、商品棚の高さ方向の全体が撮像領域に含まれるように、それぞれの高さ位置が調整される。なお、撮像装置１４１Ａの撮像領域と、撮像装置１４１Ｂの撮像領域とは、高さ方向において一部が重複してもよい。撮像装置１４１Ｂ及び撮像装置１４１Ｃの撮像領域、並びに撮像装置１４１Ｂ及び撮像装置１４１Ｃの撮像領域についても同様である。

【0021】

本実施の形態では、撮像部１４が４つの撮像装置１４１Ａ～１４１Ｄを備える構成としたが、撮像部１４が備える撮像装置の個数は４つに限定されるものではなく、商品棚の高さや棚の段数などに応じて適宜設計すればよい。

【0022】

照明部１５は、正面に開口を有する額縁状の枠体である支持フレーム１５０と、支持フレーム１５０に取り付けられ、撮像対象の商品棚を照明する照明装置１５１とを備える。照明装置１５１は、上下方向に長い矩形状の発光面を有する。照明装置１５１は、白色光を出射するＬＥＤ素子（LED : Light Emitting Diode）が２次元状に実装されたＬＥＤ基板、ＬＥＤ素子を駆動するドライバ回路、ＬＥＤ素子から出射される光を拡散する拡散板などを備える。

【0023】

照明装置１５１の上下方向の長さは、商品棚の高さ方向の全体を照明できるように設置される。自走式ロボット１は、障害物を検知するためにロボット本体１０の下部にＬＲＦ（Laser Range Finder）１６１を備えるので、照明装置１５１は、ＬＲＦ１６１が出射するレーザ光と干渉しないように、ＬＲＦ１６１から設定された間隔だけ離隔して設置されることが好ましい。なお、本実施の形態では、ＬＲＦ１６１より上側に照明装置１５１を設置する構成としたが、ＬＲＦ１６１の上下に分割して照明装置１５１を設置してもよい。

【0024】

また、照明装置１５１は、光の照射方向が自走式ロボット１の斜め後方を向くように、支持フレーム１５０を介してロボット本体１０に固定される。撮像装置１４１Ａ～１４１Ｄの撮像方向と、照明装置１５１の傾斜角度との関係については後に詳述する。

【0025】

自走式ロボット１は、走行の障害となる障害物を検知するための障害物検知部１６を備える。障害物検知部１６は、ＬＲＦ１６１、超音波センサ１６２、ＴＯＦ（Time Of Flight）カメラ１６３、及びバンパースイッチ１６４を含む。

【0026】

ＬＲＦ１６１は、前面パネル１０１と左右の側面パネル１０２，１０３とを跨ぐように、ロボット本体１０の下部に設けられる。ＬＲＦ１６１は、自走式ロボット１の前方を基準として例えば左右１３５度の範囲の空間に角度を少しずつ変化させながら、赤外線又は可視光のレーザ光を放射し、壁、柱などの構造物、床面に置かれている物体などの表面で反射された反射光を受光する。ＬＲＦ１６１は、受光した反射光の位相差等を解析することによって、周囲に存在する構造物や物体までの距離を計算する。なお、ＬＲＦ１６１は、障害物を検知するために使用されるだけでなく、撮像対象（本実施の形態では商品棚）までの距離の計測するために使用してもよい。

【0027】

超音波センサ１６２は、前面パネル１０１に設けられる。超音波センサ１６２は、自走式ロボット１の前方に超音波を放射し、壁、柱などの構造物、床面に置かれている物体などの表面で反射された反射波を受信する。超音波センサ１６２は、反射波の有無により周囲に存在する障害物の有無を判断する。また、超音波センサ１６２は、反射波受信までの時間を計測することにより、障害物までの距離を計算してもよい。

【0028】

ＴＯＦカメラ１６３は、支持フレーム１５０の上端近傍に設けられる。ＴＯＦカメラ１６３は、上方から床面の監視領域に対して光を照射し、監視領域に入り込む障害物からの反射光を受光する。ＴＯＦカメラ１６３は、反射光の反射時間を画素毎に計測することにより、障害物までの三次元的な距離情報を計算する。

【0029】

バンパースイッチ１６４は、前面パネル１０１の下部と、後面パネル１０４の下部との２箇所に設けられる。バンパースイッチ１６４は、バンパー及びスイッチにより構成されており、スイッチのオン／オフによりバンパーに接触又は衝突する物体を検知する。

【0030】

本実施の形態では、障害物検知部１６として、ＬＲＦ１６１、超音波センサ１６２、ＴＯＦカメラ１６３、及びバンパースイッチ１６４を備える構成について説明したが、障害物検知部１６が備えるセンサの種類及び個数は、自走式ロボット１の設置環境などに応じて適宜設計すればよい。

【0031】

また、自走式ロボット１は、管理者等の操作を受付ける操作部１８を備える。操作部１８は、操作パネル１８１、電源スイッチ１８２、非常停止スイッチ１８３、リセットスイッチ１８４、ブレーキ解除スイッチ１８５などを含む。

【0032】

操作パネル１８１は、表示部１９の前面に設けられるタッチパネルであり、表示部１９に表示される表示画面と共にＧＵＩ（Graphical User Interface）を構成する。操作パネル１８１は、自走式ロボット１に関する運用設定、地図作成、経路作成、経路編集などの設定を受付ける。

【0033】

電源スイッチ１８２は、自走式ロボット１の主電源を入切するためのスイッチである。非常停止スイッチ１８３は、走行中の自走式ロボット１を強制的に停止させるためのスイッチである。リセットスイッチ１８４は、非常停止を解除するためのスイッチである。ブレーキ解除スイッチ１８５は、手動での走行が可能となるように、自走式ロボット１のブレーキを解除するためのスイッチである。これらのスイッチは、ロボット本体１０の上面パネル１０５に設けられている。

【0034】

また、自走式ロボット１は、管理者等に報知すべき情報を表示する表示部１９を備える。表示部１９は、液晶モニタや有機ＥＬ（Electro-Luminescence）などの表示パネルを備え、ロボット本体１０の前面パネル１０１に設けられている。

【0035】

図４は撮像装置１４１Ａ～１４１Ｄの撮像方向と、照明装置１５１の傾斜角度との関係を説明する説明図である。上述したように、自走式ロボット１の撮像装置１４１Ａ～１４１Ｄは、カメラの光軸（撮像方向）が進行方向に対して垂直をなすように取り付けられており、進行方向の側方（右側）を撮像する。一方、照明装置１５１は、光の照射方向が進行方向に対して斜め後方を向くように（すなわち、光の照射方向が撮像装置１４１Ａ～１４１Ｄの側に傾斜するように）取り付けられており、撮像装置１４１Ａ～１４１Ｄの撮像対象に対して光を照射する。

【0036】

照明装置１５１の傾斜角度θは、撮像装置１４１Ａ～１４１Ｄの出力画像に白飛びが発生しないように調整されることが好ましい。ここで、白飛びとは、画像の明るい部分が白くなって階調が失われる現象をいう。白飛びは、極めて明るい光が撮像装置１４１Ａ～１４１Ｄのレンズに入らないように照明装置１５１の傾斜角度θを調整することで回避される。

【0037】

傾斜角度θは、例えば、撮像装置１４１Ａ～１４１Ｄと照明装置１５１との間の離隔距離をＬ１、撮像装置１４１Ａ～１４１Ｄと商品棚との間の離隔距離をＬ２とした場合、θ＝ｔａｎ^-1（Ｌ２／Ｌ１）を満たすように調整されるとよい。本実施形態において、傾斜角度θは、進行方向の後方を基準とした照明装置１５１の光軸の角度を表し、進行方向側方（右側）を９０度、進行方向前方を１８０度として定義される。

【0038】

なお、撮像装置１４１Ａ～１４１Ｄは画角と撮影距離とによって定まる所定の領域を撮像し、照明装置１５１から出射される照明光は一定の広がりを有するので、傾斜角度θは、厳密に上記の関係式を満たす必要はない。傾斜角度θは、０度より大きく、９０度より小さい角度であり、より好ましくは、４５度より大きく、９０度より小さくなるような範囲で設定すればよい。

【0039】

自走式ロボット１は、照明部１５の傾斜角度を調整するための調整機構を備える。図５は傾斜角度の調整機構を示す斜視図である。図５は、照明部１５の下端部付近を部分的に拡大した斜視図であり、照明部１５から照明装置１５１を取り外し、支持フレーム１５０を露出させた状態を示している。

【0040】

支持フレーム１５０は、それぞれがアルミニウム、ステンレスなどの金属製の板材からなる、底面部材１５０１、側面部材１５０２、背面部材１５０３、及び上面部材（不図示）により構成される。底面部材１５０１には、円弧状の孔１５１０が形成されている。支持フレーム１５０は、図中の破線で示す回転中心の位置と、円弧状の孔１５１０の何れかの位置とでネジ止めされることにより、支持フレーム１５０の向きが調整される。

【0041】

照明装置１５１は、支持フレーム１５０の底面部材１５０１、側面部材１５０２、及び背面部材１５０３に当接された状態で支持フレーム１５０に取り付けられる。これにより、ロボット本体１０に対する照明装置１５１の傾斜角度が規定される。照明装置１５１は、支持フレーム１５０に取り付けられた状態において、主として底面部材１５０１と垂直をなす方向に光を出射する。

【0042】

図６は自走式ロボット１の制御系の構成を示すブロック図である。自走式ロボット１は、制御系の構成として、制御部１１、記憶部１２、走行部１３、撮像部１４、照明部１５、障害物検知部１６、通信部１７、操作部１８、表示部１９などを備える。

【0043】

制御部１１は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）などを備える。制御部１１が備えるＲＯＭには、自走式ロボット１が備えるハードウェア各部の動作を制御する制御プログラム等が記憶される。制御部１１内のＣＰＵは、ＲＯＭに記憶されている制御プログラムや記憶部１２に記憶されている各種コンピュータプログラムを読み込んで実行し、上述したハードウェア各部の動作を制御することによって、装置全体を本発明に係る自走式情報読取装置として機能させる。制御部１１が備えるＲＡＭには、演算の実行中に利用されるデータが一時的に記憶される。

【0044】

実施の形態１において、制御部１１は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、及びＲＡＭを備える構成としたが、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）、量子プロセッサ、揮発性又は不揮発性のメモリ等を備える１又は複数の演算回路であってもよい。また、制御部１１は、日時情報を出力するクロック、計測開始指示を与えてから計測終了指示を与えるまでの経過時間を計測するタイマ、数をカウントするカウンタ等の機能を備えていてもよい。

【0045】

記憶部１２は、ＥＥＰＲＯＭ（Electronically Erasable Programmable Read Only Memory）、ＳＳＤ（Solid State Drive）、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）などのストレージを備える。記憶部１２には、制御部１１によって実行される各種のコンピュータプログラムや制御部１１によって利用される各種データが記憶される。

【0046】

記憶部１２に記憶されるコンピュータプログラムは、例えば、自走式ロボット１の走行パターンを作成するためのプログラム、自走式ロボット１の自律走行に係る制御を実行するためのプログラム、撮像部１４より得られる画像に基づき商品情報を読み取るためのプログラムなどを含む。これらのプログラムは、単一のコンピュータプログラムであってもよく、複数のコンピュータプログラムにより構成されるものであってもよい。また、プログラムは、既存のライブラリを部分的に用いるものでもよい。

【0047】

記憶部１２に記憶されるコンピュータプログラムは、このコンピュータプログラムを読み取り可能に記録した非一時的な記録媒体により提供されてもよい。この記録媒体は、例えば、ＣＤ－ＲＯＭ、ＵＳＢメモリ、ＳＤ（Secure Digital）カード、マイクロＳＤカード、コンパクトフラッシュ（登録商標）などの可搬型メモリである。制御部１１は、図に示していない読取装置を用いて、記録媒体から各種コンピュータプログラムを読み取り、読み取った各種コンピュータプログラムを記憶部１２に記憶させる。また、記憶部１２に記憶されるコンピュータプログラムは、通信部１７を介した通信により提供されてもよい。この場合、制御部１１は、通信部１７を通じてコンピュータプログラムを取得し、取得したコンピュータプログラムを記憶部１２に記憶させればよい。

【0048】

記憶部１２に記憶されるデータは、自走式ロボット１が走行する場所を示す地図データ、上述したプログラムを実行することにより得られる走行パターンのデータ、走行制御に用いる制御データ、撮像部１４より得られる商品及び商品棚の画像、画像より読み取られた商品情報などを含む。

【0049】

走行部１３は、対向二輪型、ステアリング型などの走行機構を備えており、駆動輪や駆動輪を回転駆動する電動モータなどを備える。走行部１３は、制御部１１からの制御により、電動モータを駆動して駆動輪を回転させることにより、店舗内の床面を所定の走行パターンに従って走行する。このとき、走行部１３は、商品棚から一定の距離（例えば、６０ｃｍ）を維持して走行することが好ましい。走行部１３と商品棚との離隔距離は、例えばＬＲＦ１６１により計測される。

【0050】

走行部１３は、自走式ロボット１の位置や姿勢を把握するために、上述した構成に加え、ジャイロセンサ、加速度センサなどのセンサを備えてもよく、ＧＰＳ（Global Positioning System）信号を受信して自装置の位置を測位するＧＰＳ受信機などのセンサや機器を備えてもよい。

【0051】

撮像部１４は、光学レンズ、撮像素子、ドライバ回路などにより構成される撮像装置１４１Ａ～１４１Ｄを備える。撮像素子は、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）などである。ドライバ回路は、タイミングジェネレータ（ＴＧ）やアナログ処理回路（ＡＦＥ）などを備える。ドライバ回路は、ＴＧから出力されるクロック信号に同期して撮像素子から出力されるＲＧＢ各色の信号を取り込み、ノイズ除去、増幅、ＡＤ変換などの必要な処理をＡＦＥにて施すことにより、デジタル形式の画像を生成する。ドライバ回路が生成する画像は、静止画であってもよく、動画であってもよい。以下では、静止画及び動画を区別することなく、単に画像と記載する。撮像部１４は、撮像対象を撮像することにより得られる画像を制御部１１へ出力する。本実施の形態において、撮像対象は商品棚に配置されている商品及び棚札である。すなわち、撮像部１４は、商品棚に配置されている商品及び棚札を撮像して得られる画像を制御部１１へ出力する。

【0052】

照明部１５は、白色光を出射するＬＥＤ素子、多数のＬＥＤ素子が２次元状に配列されたＬＥＤ基板、ＬＥＤ素子を駆動するドライバ回路などにより構成される照明装置１５１を備える。照明部１５のドライバ回路は、制御部１１からの指示に応じてＬＥＤ素子を駆動し、ＬＥＤ素子から光を出射させる。照明装置１５１は進行方向に対して斜め後方向に光を照射するので、撮像部１４の撮像対象である商品及び棚札を照明することができる。

【0053】

障害物検知部１６は、ＬＲＦ１６１、超音波センサ１６２、ＴＯＦカメラ１６３、及びバンパースイッチ１６４を含み、これらのセンサやスイッチの出力に基づき、自走式ロボット１の走行の障害となる障害物を検知する。障害物検知部１６による検知結果は、制御部１１へ出力される。制御部１１は、障害物検知部１６を用いて障害物を検知した場合、走行を停止させる制御や走行経路を一時的に変更する制御を実行する。また、制御部１１は、障害物の存在により走行が不能となる場合、その旨の情報を管理者の端末装置へ通知してもよい。

【0054】

通信部１７は、各種情報を送受信する無線通信用の通信インタフェースを備える。通信部１７における通信インタフェースとして、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標） 、ＷｉＦｉ（登録商標）、ＺｉｇＢｅｅ（登録商標）等の通信規格に準じた通信インタフェースを用いることができる。通信部１７は、通信インタフェースを介して管理装置２に接続し、管理装置２との間で各種情報を送受信する。

【0055】

操作部１８は、操作パネル１８１、電源スイッチ１８２、非常停止スイッチ１８３、リセットスイッチ１８４、及びブレーキ解除スイッチ１８５などを備え、管理者等による各種の操作を受付ける。制御部１１は、操作部１８より与えられる各種の操作情報に応じて、適宜の制御を実行する。

【0056】

表示部１９は、液晶モニタや有機ＥＬ（Electro-Luminescence）などの表示パネルを備え、制御部１１からの指示に応じて管理者等に報知すべき情報を表示する。

【0057】

以下、自走式ロボット１の動作について説明する。
図７は自走式ロボット１の制御部１１が実行する処理の手順を説明するフローチャートである。自走式ロボット１の制御部１１は、適宜のタイミングで走行部１３に走行開始指示を与え、走行を開始させる（ステップＳ１１）。例えば、店舗閉店後の所定時刻に商品情報を収集するスケジュールである場合、制御部１１は、内蔵クロックの出力を参照して、商品情報を収集するタイミングであるか否かを判断し、商品情報を収集するタイミングであると判断した場合、走行部１３に走行開始指示を与えればよい。

【0058】

次いで、制御部１１は、照明部１５による照明を開始させると共に、撮像部１４による撮像を開始させる（ステップＳ１２）。制御部１１は、ステップＳ１１で走行を開始させた直後に、照明及び撮像を開始させてもよく、商品棚に近づいたタイミングで照明及び撮像を開始させてもよい。後者の場合、制御部１１は、走行距離や走行時間、又は時刻等に基づき、商品棚に近づいた否かを判断すればよい。また、制御部１１は、ＧＰＳより得られる自走式ロボット１の位置情報に基づき、商品棚に近づいたか否かを判断してもよい。撮像部１４は、照明部１５によって照明された商品及び棚札を所定の時間間隔で撮像し、得られた商品及び棚札の画像を制御部１１へ出力する。

【0059】

制御部１１は、撮像部１４より出力される商品及び棚札の画像を取得する（ステップＳ１３）。本実施の形態では、照明装置１５１の傾斜角度θが調整されているので、白飛びが生じていない画像が得られる。

【0060】

次いで、制御部１１は、取得した商品及び棚札の画像から商品情報を読み取る（ステップＳ１４）。制御部１１は、ＯＣＲ（Optical Character Recognition）技術を適用し、画像に含まれる文字を文字コードとして認識することにより、商品情報を読み取ることができる。また、画像に商品コードが含まれる場合、制御部１１は、商品コードを読み取ることにより、商品情報を取得してもよい。更に、制御部１１は、値札の画像から、商品名、価格、産地、商品コードなどの情報を読み取ってもよい。また、制御部１１は、ＰＯＳの画像から、商品名、価格、広告期間などの情報を読み取ってもよい。制御部１１は、商品の画像を解析することにより、棚札が示す商品の有無、商品の個数、商品の種別などの情報を読み取る構成としてもよい。

【0061】

次いで、制御部１１は、ステップＳ１４において読み取った商品情報を、通信部１７を通じて管理装置２へ送信する（ステップＳ１５）。管理装置２は、自走式ロボット１から送信される商品情報を受信し、受信した商品情報に基づき、商品の欠品、価格、棚札の外し忘れなどを管理する。

【0062】

以上のように、本実施の形態では、撮像装置１４１Ａ～１４１Ｄより得られる商品及び棚札の画像に白飛びが発生しないように、照明装置１５１の傾斜角度θが調整されているので、商品及び棚札の画像から商品情報を良好に読み取ることができる。

【0063】

（実施の形態２）
実施の形態２では、撮像装置１４１Ａ～１４１Ｄにより同一の商品及び棚札を連続的に複数回撮像し、得られた画像の全領域のうち、選択した領域の画像のみを解析することによって、商品情報を読み取る構成について説明する。
なお、自走式ロボット１の構成は実施の形態１と同様であるため、その説明を省略することとする。

【0064】

図８は実施の形態２における商品情報の読み取り手法を説明する説明図である。自走式ロボット１は、実施の形態１と同様に、撮像対象の商品棚に照明光を照射しながら自走し、撮像装置１４１Ａ～１４１Ｄにより商品棚を撮像する。自走式ロボット１は、撮像装置１４１Ａ～１４１Ｄによる撮像の時間間隔を短くすることにより、同一の商品及び棚札を連続的に複数回撮像する。

【0065】

上述したように、照明装置１５１の傾斜角度θは、撮像装置１４１Ａ～１４１Ｄより得られる商品及び棚札の画像に白飛びが発生しないように調整される。

【0066】

しかしながら、隣り合う商品棚の間隔が狭く、通路幅が十分に確保されていない場合、自走式ロボット１と商品棚との離隔間隔は、想定している間隔（例えば、６０ｃｍ）よりも短くなる。この場合、商品又は棚札にて反射された強い光が撮像装置１４１Ａ～１４１Ｄのレンズに入り込み、撮像装置１４１Ａ～１４１Ｄより出力される画像には白飛びが発生する可能性がある。

【0067】

実施の形態２では、画像の白飛び部分を取り除いて画像解析を行うことにより、白飛びの影響を抑える。例えば、同一の商品及び棚札を撮像したとき、画像の右端部分（ハッチング部分）に白飛びが発生する場合、制御部１１は、画像の右端部分を除いた残りの領域を選択的に解析することにより、商品情報を読み取ればよい。解析対象の領域は、予め設定された領域であってもよく、白飛びの発生状況に応じて設定した領域であってもよい。なお、商品情報の読み取り手法は、実施の形態１と同様であるため、その説明を省略する。

【0068】

以上のように、実施の形態２では、白飛び領域が発生し得る領域を除いて商品情報を読み取るので、読み取り不良の発生が抑えられる。

【0069】

（実施の形態３）
実施の形態３では、商品棚との離隔距離に応じて、画像の読み取り領域を変更する構成について説明する。
なお、自走式ロボット１の構成は実施の形態１と同様であるため、その説明を省略することとする。

【0070】

図９は実施の形態３における自走式ロボット１の制御部１１が実行する処理の手順を説明するフローチャートである。自走式ロボット１の制御部１１は、適宜のタイミングで走行部１３に走行開始指示を与え、走行を開始させる（ステップＳ２１）。実施の形態１と同様に、制御部１１は、内蔵クロックの出力を参照して、商品情報を収集するタイミングであるか否かを判断し、商品情報を収集するタイミングであると判断した場合、走行部１３に走行開始指示を与えればよい。

【0071】

次いで、制御部１１は、撮像を開始するか否かを判断する（ステップＳ２２）。制御部１１は、ステップＳ２１で走行を開始させた直後に、撮像を開始させてもよく、商品棚に近づいたタイミングで撮像を開始させてもよい。後者の場合、制御部１１は、走行距離や走行時間、又は時刻等に基づき、商品棚に近づいた否かを判断すればよい。また、制御部１１は、ＧＰＳより得られる自走式ロボット１の位置情報に基づき、商品棚に近づいたか否かを判断してもよい。

【0072】

撮像を開始しないと判断した場合（Ｓ２２：ＮＯ）、制御部１１は、撮像を開始するタイミングとなるまで走行を継続させる。

【0073】

撮像を開始すると判断した場合（Ｓ２２：ＹＥＳ）、制御部１１は、商品棚との離隔距離を計測する（ステップＳ２３）。制御部１１は、例えばＬＲＦ１６１の出力に基づき商品棚との離隔距離を計測することができる。

【0074】

制御部１１は、商品棚との離隔距離が設定値以上であるか否かを判断する（ステップＳ２４）。ここで、設定値とは、撮像部１４より得られる画像に白飛びが発生しないように設定される自走式ロボット１と商品棚との間の離隔距離である。

【0075】

商品棚との離隔距離が設定値以上であると判断した場合（Ｓ２４：ＹＥＳ）、制御部１１は、照明部１５による照明を開始させると共に、第１の時間間隔にて商品棚の撮像を開始させる（ステップＳ２５）。第１の時間間隔は、各画像に棚札が含まれるように、自走式ロボット１の走行速度を考慮して設定される。

【0076】

制御部１１は、撮像部１４より出力される商品及び棚札の画像を取得し（ステップＳ２６）、取得した画像から商品情報を読み取る（ステップＳ２７）。撮像装置１４１Ａ～１４１Ｄより得られる商品及び棚札の画像に白飛びが発生しないように、照明装置１５１の傾斜角度θが調整されているので、商品及び棚札の画像から商品情報を良好に読み取ることができる。

【0077】

次いで、制御部１１は、読み取った商品情報を、通信部１７を通じて管理装置２へ送信する（ステップＳ２８）。管理装置２は、自走式ロボット１から送信される商品情報を受信し、受信した商品情報に基づき、商品の欠品、価格、棚札の外し忘れなどを管理する。

【0078】

一方、ステップＳ２４において、商品棚との離隔距離が設定値未満であると判断した場合（Ｓ２４：ＮＯ）、制御部１１は、照明部１５による照明を開始させると共に、第１の時間間隔よりも短い第２の時間間隔にて商品棚の撮像を開始させる（ステップＳ２９）。第２の時間間隔は、同一の商品及び棚札を複数回撮像するように、自走式ロボット１の走行速度を考慮して設定される。

【0079】

制御部１１は、撮像部１４より出力される商品及び棚札の画像を取得し（ステップＳ３０）、取得した画像の選択領域から商品情報を読み取る（ステップＳ３１）。ここで、選択領域とは、画像内で白飛びが発生する領域（例えば端部領域）を除いた領域をいう。画像から白飛び領域が除かれるので、制御部１１は、商品情報を良好に読み取ることができる。

【0080】

次いで、制御部１１は、読み取った商品情報を、通信部１７を通じて管理装置２へ送信する（ステップＳ２８）。管理装置２は、自走式ロボット１から送信される商品情報を受信し、受信した商品情報に基づき、商品の欠品、価格、棚札の外し忘れなどを管理する。

【0081】

以上のように、実施の形態３では、商品棚との離隔距離に応じて、画像の読み取り領域を変更することにより、白飛びによる読み取り不良を低減できる。

【0082】

今回開示された実施形態は、全ての点において例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上述した意味ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。

【符号の説明】

【0083】

１ 自走式ロボット
２ 管理装置
１１ 制御部
１２ 記憶部
１３ 走行部
１４ 撮像部
１５ 照明部
１６ 障害物検知部
１７ 通信部
１８ 操作部
１９ 表示部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】