特開 2023-177582 荷姿決定システム、荷姿決定方法、及び荷姿決定プログラム

(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】P2023177582

(43)【公開日】2023-12-14

(54)【発明の名称】荷姿決定システム、荷姿決定方法、及び荷姿決定プログラム

(51)【国際特許分類】

   B65G 57/22 20060101AFI20231207BHJP

【ＦＩ】

B65G57/22

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022090322

(22)【出願日】2022-06-02

(71)【出願人】

【識別番号】000003218

【氏名又は名称】株式会社豊田自動織機

(71)【出願人】

【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

(74)【代理人】

【識別番号】100088155

【弁理士】

【氏名又は名称】長谷川 芳樹

(74)【代理人】

【識別番号】100113435

【弁理士】

【氏名又は名称】黒木 義樹

(74)【代理人】

【識別番号】100124062

【弁理士】

【氏名又は名称】三上 敬史

(74)【代理人】

【識別番号】100148013

【弁理士】

【氏名又は名称】中山 浩光

(74)【代理人】

【識別番号】100162640

【弁理士】

【氏名又は名称】柳 康樹

(72)【発明者】

【氏名】井上 祐太

(72)【発明者】

【氏名】小出 幸和

(72)【発明者】

【氏名】岡本 浩伸

(72)【発明者】

【氏名】音田 弘

(72)【発明者】

【氏名】吉田 英一

【テーマコード（参考）】

3F029

【Ｆターム（参考）】

3F029AA03

3F029BA01

3F029CA21

3F029DA01

(57)【要約】

【課題】荷物を積み付ける過程で局面に応じた積み付けを実現する。
【解決手段】荷姿決定システム１は、輸送箱６内における荷物３の荷姿を決定するための荷姿決定システム１であって、荷物３に関する荷物情報を生成する荷物情報生成部１１と、荷物情報に基づいて、輸送箱６内における荷物３の荷姿を演算する荷姿演算部１３と、荷物３の荷姿の評価値を取得する評価値取得部１４と、評価値に基づいて、輸送箱６内における荷物３の荷姿を決定する荷姿決定部１６と、を備え、荷姿決定部１６は、第１段階において、所定の第１決定数と等しい数の荷姿を決定し、第１段階の後の第２段階において、第１決定数とは異なる所定の第２決定数と等しい数の荷姿を決定する。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

収容体内における荷物の荷姿を決定するための荷姿決定システムであって、
前記荷物に関する荷物情報を生成する荷物情報生成部と、
前記荷物情報に基づいて、前記収容体内における前記荷物の荷姿を演算する荷姿演算部と、
前記荷物の荷姿の評価値を取得する評価値取得部と、
前記評価値に基づいて、前記収容体内における前記荷物の荷姿を決定する荷姿決定部と、を備え、
前記荷姿決定部は、
第１段階において、所定の第１決定数と等しい数の荷姿を決定し、
前記第１段階の後の第２段階において、前記第１決定数とは異なる所定の第２決定数と等しい数の荷姿を決定する、
荷姿決定システム。

【請求項2】

前記荷姿決定部は、前記第２段階の後の第３段階において、前記第２決定数とは異なる所定の第３決定数と等しい数の荷姿を決定し、
前記第２決定数は、前記第１決定数及び前記第３決定数よりも大きい、
請求項１記載の荷姿決定システム。

【請求項3】

前記評価値取得部は、
第１評価段階において、少なくとも１つの評価関数からなる第１評価関数群に基づいて前記評価値を取得し、
前記第１評価段階の後の第２評価段階において、前記第１評価段階における結果と、前記第１評価関数群の前記評価関数とは異なる評価関数からなる第２評価関数群とに基づいて前記評価値を取得し、
前記荷姿決定部は、前記第２評価段階における結果に基づいて、前記荷物の荷姿を決定する、
請求項１又は２記載の荷姿決定システム。

【請求項4】

予め設定された複数の評価関数から前記評価値の取得に用いられる前記評価関数を選択する評価関数選択部をさらに備え、
前記評価値取得部は、選択された前記評価関数に基づいて前記評価値を取得する、
請求項１又は２記載の荷姿決定システム。

【請求項5】

収容体内における荷物の荷姿を決定するための荷姿決定方法であって、
前記荷物に関する荷物情報を生成するステップと、
前記荷物情報に基づいて、前記収容体内における前記荷物の荷姿を演算するステップと、
前記荷物の荷姿の評価値を取得するステップと、
前記評価値に基づいて、前記収容体内における前記荷物の荷姿を決定するステップと、を備え、
前記決定するステップは、
所定の第１決定数と等しい数の荷姿を決定する第１ステップと、
前記第１ステップの後に、前記第１決定数とは異なる所定の第２決定数と等しい数の荷姿を決定する第２ステップと、を含む、
荷姿決定方法。

【請求項6】

収容体内における荷物の荷姿を決定するための荷姿決定プログラムであって、
前記荷物に関する荷物情報を生成するステップと、
前記荷物情報に基づいて、前記収容体内における前記荷物の荷姿を演算するステップと、
前記荷物の荷姿の評価値を取得するステップと、
前記評価値に基づいて、前記収容体内における前記荷物の荷姿を決定するステップと、を制御部に実行させ、
前記決定するステップは、
所定の第１決定数と等しい数の荷姿を決定する第１ステップと、
前記第１ステップの後に、前記第１決定数とは異なる所定の第２決定数と等しい数の荷姿を決定する第２ステップと、を含む、
荷姿決定プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、荷姿決定システム、荷姿決定方法、及び荷姿決定プログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、積付面上に積み付けるべき物品の数として予め定めた数と、積付面上に積み付けようとする物品の数とを比較し、予め定めた数より少ないか否かを判断する第１工程と、第１工程により予め定めた数より少ないと判断された端数物品について演算し、予め定めた数により形成される平面積より小さく、かつ積付面の半分以上の平面積を形成する特定形状を形成する端数物品を決定する第２工程と、この第２工程により決定された物品の数分、物品を積み付ける第３工程と、を備える荷積み方法が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開平９－１８３５１９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上述した荷積み方法では、パレット上の積付平面の面積、端数物品の数及び端数物品の縦横寸法に基づいて、パレット上に物品を積み付ける。特許文献１では、積み付けの開始から終了まで同様の処理を繰り返すことにより、効率的にパレット上のスペースに効率的に物品を積み上げることができるとされている。

【0005】

一方で、収容体内における荷姿を決定する過程において、荷物の積み付けの好適な態様は局面に応じて変化し得る。このため、荷物を積み付けるための好適な戦略が局面に応じて異なる可能性がある。したがって、荷物を積み付ける過程で局面に応じた積み付けを実現することが求められていた。

【0006】

本発明は、上記課題の解決のためになされたものであり、荷物を積み付ける過程で局面に応じた積み付けを実現することができる荷姿決定システム、荷姿決定方法及び荷姿決定プログラム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】

【0007】

本発明の一態様に係る荷姿決定システムは、収容体内における荷物の荷姿を決定するための荷姿決定システムであって、荷物に関する荷物情報を生成する荷物情報生成部と、荷物情報に基づいて、収容体内における荷物の荷姿を演算する荷姿演算部と、荷物の荷姿の評価値を取得する評価値取得部と、評価値に基づいて、収容体内における荷物の荷姿を決定する荷姿決定部と、を備え、荷姿決定部は、第１段階において、所定の第１決定数と等しい数の荷姿を決定し、第１段階の後の第２段階において、第１決定数とは異なる所定の第２決定数と等しい数の荷姿を決定する。

【0008】

この荷姿決定システムでは、第１段階において、所定の第１決定数と等しい数の荷姿を決定し、第１段階の後の第２段階において、第１決定数とは異なる所定の第２決定数と等しい数の荷姿を決定する。この場合、第１段階及び第１段階の後の第２段階において、評価値に基づいて決定する荷姿の数を変化させる。これにより、積み付けの局面に応じて決定する荷姿の数を変化させることができる。したがって、荷物を積み付ける過程で局面に応じた積み付けを実現することができる。

【0009】

荷姿決定部は、第２段階の後の第３段階において、第２決定数とは異なる所定の第３決定数と等しい数の荷姿を決定し、第２決定数は、第１決定数及び第３決定数よりも大きくてもよい。この場合、第１段階の後の第２段階において、第１決定数よりも大きい第２決定数と等しい数の荷姿を決定し、第２段階の後の第３段階において、第２決定数よりも小さい第３決定数と等しい数の荷姿を決定する。このとき、第２段階においては、評価値に基づいて第１段階よりも多くの荷姿を決定するため、第１段階よりも多くの荷姿を広く探索することができる。また、第３段階においては、評価値に基づいて第２段階よりも少ない荷姿を決定するため、荷姿の決定に要する計算量が増大することを抑制できる。加えて、第１段階及び第２段階の後の第３段階においては、積み付けを行う荷物の数が少なくなるため、演算される荷姿の数が少なくなる。このため、第２決定数よりも小さい第３決定数と等しい数の荷姿を決定した場合でも、好適な荷姿を決定することができる。以上より、計算量の増大を抑制しつつ、荷姿を広く探索することができる。

【0010】

評価値取得部は、第１評価段階において、少なくとも１つの評価関数からなる第１評価関数群に基づいて評価値を取得し、第１評価段階の後の第２評価段階において、第１評価段階における結果と、第１評価関数群の評価関数とは異なる評価関数からなる第２評価関数群とに基づいて評価値を取得し、荷姿決定部は、第２評価段階における結果に基づいて、荷物の荷姿を決定してもよい。この場合、例えば、第１評価段階において第１評価関数群に基づいて評価値を取得した結果、所定の要件を満たす荷姿について、第２評価段階において第２評価関数群に基づいて評価値を取得する。そして、第２評価段階における結果に基づいて荷物の荷姿を決定する。よって、一の評価関数群のみに基づいて評価値を取得して荷物の荷姿を決定する場合に比べ、所定の要件を満たした荷姿を一層確実に決定することができる。

【0011】

荷姿決定システムは、予め設定された複数の評価関数から評価値の取得に用いられる評価関数を選択する評価関数選択部をさらに備え、評価値取得部は、選択された評価関数に基づいて評価値を取得してもよい。この場合、予め設定された複数の評価関数の全てを用いて評価値を取得する場合に比べ、計算量を低減することができる。

【0012】

本発明の一態様に係る荷姿決定方法は、収容体内における荷物の荷姿を決定するための荷姿決定方法であって、荷物に関する荷物情報を生成するステップと、荷物情報に基づいて、収容体内における荷物の荷姿を演算するステップと、荷物の荷姿の評価値を取得するステップと、評価値に基づいて、収容体内における荷物の荷姿を決定するステップと、を備え、決定するステップは、所定の第１決定数と等しい数の荷姿を決定する第１ステップと、第１ステップの後に、第１決定数とは異なる所定の第２決定数と等しい数の荷姿を決定する第２ステップと、を含む。

【0013】

本発明の一態様に係る荷姿決定プログラムは、収容体内における荷物の荷姿を決定するための荷姿決定プログラムであって、荷物に関する荷物情報を生成するステップと、荷物情報に基づいて、収容体内における荷物の荷姿を演算するステップと、荷物の荷姿の評価値を取得するステップと、評価値に基づいて、収容体内における荷物の荷姿を決定するステップと、を制御部に実行させ、決定するステップは、所定の第１決定数と等しい数の荷姿を決定する第１ステップと、第１ステップの後に、第１決定数とは異なる所定の第２決定数と等しい数の荷姿を決定する第２ステップと、を含む。

【0014】

これらの荷姿決定方法及び荷姿決定プログラムによれば、上述の荷姿決定システムと同様な効果を得ることができる。

【0015】

すなわち、本発明の要旨は以下の［１］～［６］に存する。
［１］収容体内における荷物の荷姿を決定するための荷姿決定システムであって、荷物に関する荷物情報を生成する荷物情報生成部と、荷物情報に基づいて、収容体内における荷物の荷姿を演算する荷姿演算部と、荷物の荷姿の評価値を取得する評価値取得部と、評価値に基づいて、収容体内における荷物の荷姿を決定する荷姿決定部と、を備え、荷姿決定部は、第１段階において、所定の第１決定数と等しい数の荷姿を決定し、第１段階の後の第２段階において、第１決定数とは異なる所定の第２決定数と等しい数の荷姿を決定する、荷姿決定システム。
［２］荷姿決定部は、第２段階の後の第３段階において、第２決定数とは異なる所定の第３決定数と等しい数の荷姿を決定し、第２決定数は、第１決定数及び第３決定数よりも大きい、［１］記載の荷姿決定システム。
［３］評価値取得部は、第１評価段階において、少なくとも１つの評価関数からなる第１評価関数群に基づいて評価値を取得し、第１評価段階の後の第２評価段階において、第１評価段階における結果と、第１評価関数群の評価関数とは異なる評価関数からなる第２評価関数群とに基づいて評価値を取得し、荷姿決定部は、第２評価段階における結果に基づいて、荷物の荷姿を決定する、［１］又は［２］記載の荷姿決定システム。
［４］予め設定された複数の評価関数から評価値の取得に用いられる評価関数を選択する評価関数選択部をさらに備え、評価値取得部は、選択された評価関数に基づいて評価値を取得する、［１］～［３］のいずれかに記載の荷姿決定システム。
［５］収容体内における荷物の荷姿を決定するための荷姿決定方法であって、荷物に関する荷物情報を生成するステップと、荷物情報に基づいて、収容体内における荷物の荷姿を演算するステップと、荷物の荷姿の評価値を取得するステップと、評価値に基づいて、収容体内における荷物の荷姿を決定するステップと、を備え、決定するステップは、所定の第１決定数と等しい数の荷姿を決定する第１ステップと、第１ステップの後に、第１決定数とは異なる所定の第２決定数と等しい数の荷姿を決定する第２ステップと、を含む、荷姿決定方法。
［６］収容体内における荷物の荷姿を決定するための荷姿決定プログラムであって、荷物に関する荷物情報を生成するステップと、荷物情報に基づいて、収容体内における荷物の荷姿を演算するステップと、荷物の荷姿の評価値を取得するステップと、評価値に基づいて、収容体内における荷物の荷姿を決定するステップと、を制御部に実行させ、決定するステップは、所定の第１決定数と等しい数の荷姿を決定する第１ステップと、第１ステップの後に、第１決定数とは異なる所定の第２決定数と等しい数の荷姿を決定する第２ステップと、を含む、荷姿決定プログラム。

【発明の効果】

【0016】

本発明によれば、荷物を積み付ける過程で局面に応じた積み付けを実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本発明の実施形態に係る荷姿決定システムが適用される作業場の様子を示す概略図である。

【図2】本発明の実施形態に係る荷姿決定システムの機能構成を示すブロック図である。

【図3】図２に示された評価関数選択部の機能構成を示すブロック図である。

【図4】図２に示された評価値取得部の機能構成を示すブロック図である。

【図5】本発明の実施形態に係る荷姿決定システムのハード構成を示すブロック図である。

【図6】本発明の実施形態に係る荷姿決定方法を示すフローチャートである。

【図7】図６に示された評価関数選択処理を示すフローチャートである。

【図8】図６に示された評価値取得処理を示すフローチャートである。

【図9】図２に示された決定数判定部の機能構成を示すブロック図である。

【図10】決定数を変更するか否かを判定する方法を示すフローチャートである。

【図11】本発明の実施形態に係る荷姿決定システムに対して入出力される情報を示す概略的な図である。

【図12】荷姿を決定する過程の一例を示す概略的な図である。

【図13】図１２に示された荷姿を決定する過程の一部を示す概略的な図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、図面を参照しながら、本発明の一側面に係る荷姿決定システム、荷姿決定方法、及び荷姿決定プログラムの好適な実施形態について詳細に説明する。

【0019】

まず、本実施形態に係る荷姿決定システム１が用いられる態様について説明する。

【0020】

図１は、本発明の実施形態に係る荷姿決定システム１が適用される作業場Ａの様子を示す概略図である。図１に示すように、作業場Ａでは、一例として、荷物３がコンベア４によって作業員５の元に搬送される。また、作業員５は、荷物３を輸送箱６（収容体）内に積み付ける。荷物３が積み付けられた輸送箱６は、例えばトラック等の輸送機器によって配送先に配送される。荷物３の配送先は、一例として、スーパーマーケット等の小売店舗である。

【0021】

荷物３は、一例として、上述の小売店舗で販売される商品等、当該商品等が収容された段ボール箱等の包装用箱である。荷物３は、輸送箱６に収容されて輸送されるものであればよく、形状、種類、大きさ等は特に限定されない。輸送箱６内に配置される荷物３の数は、特に限定されないが、一例として３０である。

【0022】

荷姿決定システム１は、輸送箱６内における荷物３の荷姿を決定する。荷姿決定システム１は、後述の処理を行うことにより、荷物３を効率的に輸送箱６内に積み付けることができるように、輸送箱６内における荷物３の荷姿を決定する。ここで「荷姿」とは、輸送箱６内における荷物３の配置をいう。荷姿決定システム１は、決定した荷姿を出力する出力部７に通信可能に接続されている。出力部７は、一例として、荷物３の荷姿を表示するモニタである。ただし、出力部７による情報の出力態様は特に限定されず、出力部７は音声や、指示書のプリントアウトなどによって、荷姿を出力してもよい。本実施形態において、作業員５は、荷姿決定システム１によって決定された荷姿を出力部７を介して確認すると共に、決定された荷姿となるように輸送箱６に荷物３を積み付ける。

【0023】

続いて、本実施形態に係る荷姿決定システム１の動作の概要について説明する。

【0024】

図１１は、本発明の実施形態に係る荷姿決定システム１に対して入出力される情報を示す概略的な図である。図１１に示されるように、荷姿決定システム１は、例えば、ユーザにより荷物３のＩＤ（Identification）に関する情報を入力される。荷物３のＩＤに関する情報は、例えば、荷物３の種類に関する情報を含む。すなわち、荷姿決定システム１は、例えばユーザによる入力を受け付けることにより、輸送箱６内に積み付けられる荷物３の個数及び種類に関する情報を取得する。また、荷姿決定システム１は、輸送箱６内における荷物３の荷姿（図１１では、最終決定した荷姿）を決定すると共に、当該荷姿をユーザに向けて出力する。

【0025】

図１２は、荷姿を決定する過程の一例を示す概略的な図である。図１２は、荷姿決定システム１が最終決定した荷姿（図１１参照）を決定する過程の一例を示している。図１２に示されるように、荷姿決定システム１は、輸送箱６内における荷物３の荷姿を決定する過程における、各手番における荷姿を順次演算する。「手番」とは、輸送箱６内に荷物３を積み付ける際の順番を言う。例えば、荷物３が配置されていない輸送箱６内に、未配置の荷物３のうち１つ目の演算対象の荷物３を積み付ける場合、荷物３を積み付ける手番は、１である。

【0026】

荷姿決定システム１は、手番ごとに候補荷姿を演算する。「候補荷姿」とは、手番ごとに決定される荷姿の候補を言う。荷姿決定システム１は、演算された候補荷姿の評価値を取得することで、その手番における決定荷姿を決定する。「決定荷姿」とは、候補荷姿のうち、評価値に基づいて決定される荷姿を言う。本実施形態では、荷姿決定システム１は、候補荷姿のうち、高い評価値を有する複数（或いは１つ）の荷姿を決定荷姿として決定する。

【0027】

荷姿決定システム１は、決定した決定荷姿に対して、積付情報を複数生成する。「積付情報」とは、次の手番において、輸送箱６内に積み付けられる荷物３のうち、一の荷物３をどのように積み付けるかについての情報を含む。本実施形態では、積付情報は、輸送箱６内に積み付けられる当該一の荷物３の種類、輸送箱６内における位置及び方向に関する情報を含む。

【0028】

図１２に示される楕円のそれぞれは、１つの積付情報を示している。図１２の例では、最も左側に示された楕円は、荷物３が配置されていない輸送箱６についての積付情報を示している。荷姿決定システム１は、輸送箱６内に１つ目の荷物３を積み付ける手番（図１２では「手番１」と記載）において、荷物３が配置されていない輸送箱６についての積付情報に基づいて、輸送箱６内に一の荷物３を積み付けたときの荷姿を候補荷姿として演算する。図１２の例では、荷姿決定システム１は、１つの積付情報に基づいて、４つの候補荷姿を演算する。

【0029】

続いて、荷姿決定システム１は、４つの候補荷姿のうち、高い評価値を有する候補荷姿を当該手番における決定荷姿として決定する。図１２では、決定荷姿として決定された荷姿に関する積付情報を示す楕円には、グレースケールが付されている。このとき、荷姿決定システム１は、所定の決定数と等しい数の決定荷姿を決定する。当該決定数は、決定荷姿を決定する段階に応じて変化する。

【0030】

続いて、荷姿決定システム１は、手番１において決定された決定荷姿に関する積付情報に基づいて、２つ目の荷物３を輸送箱６内に積み付けたときの荷姿を候補荷姿として演算する。以上の動作を繰り返すことにより、荷姿決定システム１は、手番６において、２つの決定荷姿を決定する。

【0031】

以上説明したように、荷姿決定システム１は、輸送箱６内に配置される荷物３のうち、いずれの荷物３をどのような配置で、どのような順序で輸送箱６内に積み付けるかを演算する。そして、荷姿決定システム１は、最終決定した荷姿を作業員５に対して出力する。

【0032】

続いて、本実施形態に係る荷姿決定システム１の構成について説明する。

【0033】

図２は、本発明の実施形態に係る荷姿決定システム１の機能構成を示すブロック図である。図２に示されるように、荷姿決定システム１は、荷物情報生成部１１と、評価関数選択部１２と、荷姿演算部１３と、評価値取得部１４と、決定数判定部１５と、荷姿決定部１６と、を備える。なお、これらの構成は、１台のコンピュータにまとめられていてもよく、複数台のコンピュータに分散していてもよい。また、これらの構成は、スマートフォン、タブレットといった携帯端末にまとめられていてもよい。

【0034】

荷物情報生成部１１は、荷物３に関する荷物情報を生成する。「荷物情報」とは、輸送箱６内における荷物３の荷姿を決定するための基礎となる情報である。より具体的には、荷物情報は、荷物３の種類、個数、寸法、及び重量に関する情報である。荷物３の寸法とは、荷物３の縦寸法、横寸法、及び高さ寸法を含む。本実施形態では、荷物情報生成部１１は、荷物３の種類に応じた寸法、及び重量に関する情報を予め記憶している。荷物情報生成部１１は、例えば、ユーザにより入力された荷物３のＩＤに関する情報と、荷物３の種類に応じた寸法、及び重量に関する情報とを紐づけることにより、荷物情報を生成する。

【0035】

評価関数選択部１２は、予め設定された複数の評価関数から所定の評価関数を選択する。評価関数とは、評価値を取得する際に用いられる関数である。評価関数選択部１２は、後述の処理で評価値の取得に用いられる評価関数を選択する。評価関数選択部１２の詳細については、後述する。

【0036】

荷姿演算部１３は、荷物情報に基づいて、輸送箱６内における荷物３の荷姿を演算する。荷姿演算部１３は、演算対象の荷物３を積み付ける手番ごとに輸送箱６内における荷物３の荷姿を演算する。荷姿演算部１３は、演算対象の荷物３の種類、輸送箱６内における位置及び方向ごとに、輸送箱６内における荷物３の荷姿を演算する。

【0037】

評価値取得部１４は、輸送箱６内における荷物３の荷姿の評価値を取得する。評価値取得部１４は、荷姿演算部１３によって演算された荷物３の荷姿ごとに評価値を取得する。換言すれば、評価値取得部１４は、荷物３を積み付ける手番ごとに荷姿の評価値を取得する。例えば、図１３の例では、評価値取得部１４は、手番１における積付情報Ａ１ａ～Ａ１ｄの候補荷姿のそれぞれについて、評価値を取得する。評価値取得部１４は、評価関数選択部１２により選択された所定の評価関数からなる評価関数群に基づいて荷姿の評価値を取得する。評価値取得部１４の詳細については、後述する。

【0038】

決定数判定部１５は、荷姿の決定数を変更するか否かを判定する。決定数とは、後述する荷姿決定部１６により決定される荷姿の数である。決定数判定部１５の詳細については、後述する。

【0039】

荷姿決定部１６は、評価値に基づいて、輸送箱６内における荷物３の荷姿を決定する。荷姿決定部１６は、荷物３を積み付ける手番ごとに荷姿を決定する。換言すれば、荷姿決定部１６は、荷物３の種類、輸送箱６内における位置及び方向ごとに、輸送箱６内における荷物３の荷姿を決定する。荷姿決定部１６は、評価値取得部１４により取得された評価値に基づいて、所定の決定数と等しい数の荷姿を決定する。例えば、図１２の例では、荷姿決定部１６は、積付情報Ａ１ａ～Ａ１ｄの候補荷姿のそれぞれについて取得された評価値に基づいて、積付情報Ａ１ａ，Ａ１ｄの候補荷姿を決定荷姿として決定する。荷姿決定部１６は、後述する第２評価段階における結果に基づいて、荷物３の荷姿を決定する。

【0040】

図３は、図２に示された評価関数選択部１２の機能構成を示すブロック図である。図３に示されるように、評価関数選択部１２は、評価関数取得部２１と、評価値算出部２２と、リスト生成部２３と、第１ループ判定部２４と、成分解析部２５と、第２ループ判定部２６と、評価関数決定部２７とを有する。

【0041】

評価関数取得部２１は、予め設定された評価関数を取得する。当該評価関数は、例えば、ユーザにより予め入力される。本実施形態では、評価関数取得部２１は、以下説明する評価関数ＸＡ～ＸＮを取得する。

【0042】

評価関数ＸＡは、重心の高さに関する評価関数である。評価関数ＸＡは、例えば、輸送箱６の底面から、輸送箱６内における荷物３の重心までの距離を評価指標として含む。荷物３の重心の高さが低い程、荷物３の重心の位置が低いこととなり、より安定性に優れた荷姿であると言える。

【0043】

評価関数ＸＢは、荷物３を積み付ける高さに関する評価指標である。評価関数ＸＢは、例えば、輸送箱６の底面の面積に対する輸送箱６内に積み付けられる荷物３の一致面の面積の割合を評価指標として含む。一致面とは、輸送箱６内に既に配置された荷物３の上面と一致している荷物３の上面を言う。当該割合が高い程、積み付けられる荷物３と、当該荷物３の上面と一致している上面を有する荷物３との上に、さらに別の荷物３を安定して積み付けることができることとなり、より安定性に優れた荷姿であると言える。なお、ここで言う「一致している」とは、必ずしも積み付けられる荷物３の上面と配置済みの荷物３の上面とが厳密に一致していることを言うものではない。積み付けられる荷物３の一致面の高さは、配置済みの荷物３の上面の高さと所定の範囲内において異なっていてもよい。

【0044】

評価関数ＸＣは、荷物３の位置に関する評価関数である。評価関数ＸＣは、例えば、輸送箱６の壁部から、輸送箱６の奥行方向の荷物３までの距離を評価指標として含む。当該距離が低い程、荷物３を輸送箱６の隅に近い位置に積み付けることができたこととなり、より充填性に優れた荷姿であると言える。

【0045】

評価関数ＸＤは、荷物３の位置に関する評価関数である。評価関数ＸＤは、例えば、輸送箱６の壁部から、輸送箱６の幅方向の荷物３までの距離を評価指標として含む。当該距離が小さい程、荷物３を輸送箱６の隅に近い位置に積み付けることができたこととなり、より充填性に優れた荷姿であると言える。

【0046】

評価関数ＸＥは、重心の位置に関する評価関数である。評価関数ＸＥは、例えば、平面視における輸送箱６の中心から、輸送箱６内に配置された荷物３の重心までの距離を評価指標として含む。当該距離が小さい程、輸送箱６内に配置された荷物３の重心が輸送箱６の中心の近くに位置していることとなり、より安定性に優れた荷姿であると言える。

【0047】

評価関数ＸＦは、荷物３の積み付けの密度に関する評価関数である。評価関数ＸＦは、例えば、輸送箱６内における荷物３を囲む仮想領域（いわゆるバウンディングボックス）の体積に対する輸送箱６内における荷物３の体積の割合を評価指標として含む。当該割合が大きい程、荷物３を輸送箱６内に隙間なく積み付けることができたこととなり、より充填性に優れた荷姿であると言える。

【0048】

評価関数ＸＧは、他の荷物３に接している面に関する評価関数である。評価関数ＸＧは、例えば、他の荷物３に接している各荷物３の底面及び側面の数を評価指標として含む。当該底面及び側面の数が多い程、各荷物３が他の荷物３に支えられた荷姿とすることができたこととなり、より安定性に優れた荷姿であると言える。

【0049】

評価関数ＸＨは、演算対象の荷物３の体積に関する評価関数である。評価関数ＸＨは、例えば、未配置の荷物３のうち最大の体積を有する荷物３の体積に対する演算対象の荷物３の体積の割合を評価指標として含む。当該割合が大きい程、未配置の荷物３のうち大きい体積を有する荷物３から輸送箱６に積み付けることとなり、なるべく隙間なく荷物３を積み付けることができる。よって、より充填性に優れた荷姿であると言える。

【0050】

評価関数ＸＩは、他の荷物３に接している面に関する評価関数である。評価関数ＸＩは、例えば、他の荷物３に接している各荷物３の底面の数を評価指標として含む。当該底面の数が多い程、各荷物３が他の荷物３に底面を支えられた荷姿とすることができたこととなり、より安定性に優れた荷姿であると言える。

【0051】

評価関数ＸＪは、他の荷物３に接している面に関する評価関数である。評価関数ＸＪは、例えば、他の荷物３に接している各荷物３の側面の数を評価指標として含む。当該側面の数が多い程、各荷物３が他の荷物３に側面を支えられた荷姿とすることができたこととなり、より安定性に優れた荷姿であると言える。

【0052】

評価関数ＸＫは、重心の高さに関する評価関数である。評価関数ＸＫは、例えば、輸送箱６内における荷物３の重心の高さを評価指標として含む。当該高さが低い程、荷物３の重心の位置が低いこととなり、より安定性に優れた荷姿であると言える。

【0053】

評価関数ＸＬは、重心の水平方向の位置に関する評価関数である。評価関数ＸＬは、例えば、平面視における輸送箱６の中心から、輸送箱６内における荷物３の重心までの距離（本実施形態では、マンハッタン距離）を評価指標として含む。当該距離が小さい程、荷物３の重心が輸送箱６の中心の近くに位置していることとなり、より安定性に優れた荷姿であると言える。

【0054】

評価関数ＸＭは、重心の水平方向の位置に関する評価関数である。評価関数ＸＭは、例えば、平面視における輸送箱６の中心から、輸送箱６内における荷物３の重心までの距離（本実施形態では、ユークリッド距離）を評価指標として含む。当該距離が小さい程、荷物３の重心が輸送箱６の中心の近くに位置していることとなり、より安定性に優れた荷姿であると言える。

【0055】

評価関数ＸＮは、荷物３の底面を支える別の荷物３の数に関する評価指標である。評価関数ＸＮは、例えば、輸送箱６内に積み付けられる荷物３の底面のうち、所定の範囲以上を支える他の荷物３の数を評価指標として含む。所定の範囲は、例えば、輸送箱６内に積み付けられる荷物３の底面の２５％であってもよい。当該別の荷物３の数が多い程、積み付けられる荷物３の底面のうち、所定の範囲以上を支える別の荷物３の数が多いこととなり、より安定性に優れた荷姿であると言える。

【0056】

評価値は、例えば、上述の評価関数ＸＡ～ＸＮの合計として算出される。すなわち、一例として、評価値は、上述の各評価指標と各評価関数ＸＡ～ＸＮに対応する各重み係数との積の和である。当該重み係数は、例えば、ユーザにより予め設定されてもよい。

【0057】

重み係数は、例えば、ユーザの要望に合わせて設定されてもよい。例えば、ユーザが荷物３の積み付けの密度に優れた荷姿とすることを要望する場合、ユーザは、入力した評価関数ＸＡ～ＸＮのうち、荷物３の積み付けの密度に関する評価関数ＸＦの重み係数を、他の評価関数の重み係数に比して大きくしてもよい。

【0058】

評価値算出部２２は、評価関数取得部２１により取得された評価関数に基づいて、手番ごとに各荷姿の評価値を算出する。

【0059】

リスト生成部２３は、手番ごとに各評価関数（評価関数ＸＡ～ＸＮ）の値を算出すると共に、各手番及び各評価関数の値が互いに紐づけられたリストを生成する。

【0060】

第１ループ判定部２４は、手番が輸送箱６内に配置される荷物３の総数よりも少ないか否かを判定する。第１ループ判定部２４が実行する具体的な処理については、後述する。

【0061】

成分解析部２５は、リストを参照すると共に、評価関数ごとにリストの要素を解析する。成分解析部２５は、例えば主成分解析、独立成分解析等の成分解析を実行する。成分解析部２５は、例えば、評価関数取得部２１により取得された評価関数のうち、相関を有する評価関数を特定する。評価関数の成分解析には、公知の解析手法を用いることができ、処理の内容は特に限定されない。成分解析部２５は、リストの要素の一部をサンプリングすると共に、当該サンプリングされた要素を解析してもよい。この場合、計算量を低減することが可能となる。

【0062】

第２ループ判定部２６は、成分解析を行った評価関数の数が、評価関数取得部２１により取得された評価関数の数よりも少ないか否かを判定する。第２ループ判定部２６が実行する具体的な処理については、後述する。

【0063】

評価関数決定部２７は、成分解析部２５の解析結果に基づいて、評価値取得部１４による評価値の取得に用いられる評価関数を決定する。評価関数決定部２７は、例えば、互いに相関のある評価関数のうち少なくとも１つの評価関数を、評価値の取得に用いられる評価関数として決定する。評価関数決定部２７は、例えば、ユーザにより予め設定されたδの値よりも小さい数の評価関数を、評価値の取得に用いられる評価関数として決定する。δの値は、例えば、第１評価関数群又は第２評価関数群の評価関数として必要十分であると考えられる評価関数の数と等しい（或いは大きい）値とされる。一例として、ユーザは、評価関数取得部２１により取得された全ての評価関数をδの値と等しい数の評価関数まで減らして近似しても、当該全ての評価関数のそれぞれの情報を十分に保持していると考えられる値を、δの値として選択する。δの値は、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。

【0064】

図４は、図２に示された評価値取得部１４の機能構成を示すブロック図である。図４に示されるように、評価値取得部１４は、第１評価部４１と、第１結果取得部４２と、第２評価部４３とを有する。

【0065】

第１評価部４１は、荷姿の評価値を取得する段階である第１評価段階において、少なくとも１つの評価関数からなる第１評価関数群に基づいて評価値を取得する。第１評価部４１は、評価関数選択部１２により第１評価関数群の評価関数として選択された評価関数に基づいて荷姿の評価値を取得する。

【0066】

第１結果取得部４２は、第１評価段階における結果を取得する。より具体的には、第１評価関数群に基づいて取得された各荷姿の評価値を取得する。また、第１結果取得部４２は、取得した各荷姿の評価値を、第２評価部４３に出力する。

【0067】

第２評価部４３は、第１評価段階の後の第２評価段階において、第１評価段階における結果と、第２評価関数群とに基づいて評価値を取得する。第２評価段階は、第１評価段階の後の荷姿の評価値を取得する段階である。第２評価関数群は、第１評価関数群の評価関数とは異なる評価関数からなる。

【0068】

第２評価部４３は、第１評価段階において所定の要件を満たす評価値を有する荷姿について、第２評価関数群に基づいて評価値を取得する。所定の要件とは、例えば、第１評価関数群の評価関数の値がいずれも所定の値以上であることを言う。当該所定の要件は、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。

【0069】

図５に示されるように、荷姿決定システム１は、物理的には、プロセッサである一以上の制御部３１と、一以上のＲＯＭ（Read Only Memory）３２と、主記憶装置である一以上のＲＡＭ（Random Access Memory）３３と、補助記憶装置であるＨＤＤ（Hard Disk Drive）３４と、例えば出力部７と通信を行うための通信インタフェース等の通信部３５と、を含むコンピュータシステムとして構成され得る。例えば、制御部３１が、ＨＤＤ３４に予め格納されているプログラム（荷姿決定プログラムＰ）をＲＡＭ３３に読み出して実行することにより、制御部３１の制御のもとで各ハードウェアが動作し、ＲＯＭ３２、ＲＡＭ３３及びＨＤＤ３４におけるデータの読み出し及び書き込みが行われる。これにより、図５に示される荷姿決定システム１の各機能が実現される。なお、荷姿決定システム１は、図５に示したハードウェア構成以外にも、例えば、マウス及びキーボード等の入力装置、ディスプレイ及びスピーカ等の出力装置等を備えてもよい。

【0070】

続いて、図６～図８を用いて、本実施形態に係る荷姿決定システム１の動作（本実施形態に係る荷姿決定方法を含む）について説明する。

【0071】

図６に示されるように、まず、荷姿決定システム１は、ステップＳ１を実行する。ステップＳ１では、荷物情報生成部１１は、荷物情報を生成する（生成するステップ）。上述したように、荷物情報は、ユーザにより入力された荷物３のＩＤに関する情報と、荷物３の種類に応じた寸法、及び重量に関する情報とを紐づけることにより生成される。ユーザは、例えば、荷姿決定システム１の入力装置を介して荷物３のＩＤに関する情報を入力してもよい。

【0072】

続いて、荷姿決定システム１は、ステップＳ２を実行する。ステップＳ２では、評価関数選択部１２は、評価関数選択処理を実行する。評価関数選択処理では、評価関数選択部１２は、予め設定された複数の評価関数から評価値の取得に用いられる評価関数を選択する。ユーザは、例えば、荷姿決定システム１の入力装置を介して複数の評価関数を予め入力及び設定してもよい。ここでは、ユーザが評価関数ＸＡ～ＸＮを予め入力した場合の例について説明する。より具体的には、ユーザは、第１評価関数群の評価関数の候補として評価関数ＸＡ～ＸＨを入力し、第２評価関数群の評価関数の候補として評価関数ＸＦ，ＸＧ，ＸＩ～ＸＮを入力する。評価関数選択部１２は、第１評価関数群の評価関数の候補から第１評価関数群の評価関数を選択すると共に、第２評価関数群の評価関数の候補から第２評価関数群の評価関数を選択する。評価関数選択処理における評価関数選択部１２の具体的な動作については、後述する。

【0073】

続いて、荷姿決定システム１は、ステップＳ３を実行する。ステップＳ３では、荷姿決定システム１は、カウンタ変数ｎに対し、ｎ＝１を代入する。カウンタ変数ｎは、荷姿決定部１６が荷姿を決定する段階の数に対応する。

【0074】

続いて、荷姿決定システム１は、ステップＳ４を実行する。ステップＳ４では、荷姿演算部１３は、荷物情報に基づいて、輸送箱６内における荷物３の荷姿を演算する（演算するステップ）。荷姿演算部１３は、荷物３を積み付ける手番ごとに輸送箱６内における荷物３の荷姿を演算する。荷姿演算部１３が輸送箱６内における荷物３の荷姿を演算する手法としては、公知の演算手法を用いることができる。

【0075】

続いて、荷姿決定システム１は、ステップＳ５を実行する。ステップＳ５では、評価値取得部１４は、評価値取得処理を実行する。評価値取得処理では、評価値取得部１４は、ステップＳ２において選択された評価関数に基づいて、手番ごとに荷物３の荷姿の評価値を取得する（取得するステップ）。評価値取得処理における評価値取得部１４の具体的な動作については、後述する。

【0076】

続いて、荷姿決定システム１は、ステップＳ６を実行する。ステップＳ６では、荷姿決定部１６は、ステップＳ５において取得された評価値に基づいて、第ｎ決定数と等しい数の荷姿を決定する（決定するステップ）。荷姿決定部１６は、一例として、高い評価値を有する荷姿から順に第ｎ決定数と等しい数の荷姿を決定する。なお、各決定数の値は、例えば予めユーザにより入力されていてもよい。

【0077】

ステップＳ６では、荷姿決定部１６は、第１～３段階において、所定の決定数と等しい数の荷姿を決定する。荷姿決定部１６は、第１段階において、第１決定数と等しい数の荷姿を決定する（第１ステップ）。また、荷姿決定部１６は、第１段階の後の第２段階において、第２決定数と等しい数の荷姿を決定する（第２ステップ）。さらに、荷姿決定部１６は、第２段階の後の第３段階において、第３決定数と等しい数の荷姿を決定する。第２決定数は、第１決定数及び第３決定数よりも大きい。第１～３決定数の値は、特に限定されない。一例として、第１決定数は２であり、第２決定数は３であり、第３決定数は２である。図１２に示す例では、手番６において積み付けが終了する場合の例が示されている。序盤の手番１，２を第１段階とし、中盤の手番３，４を第２段階とし、終盤の手番５，６を第３段階としている。

【0078】

図１２に示されるように、荷姿演算部１３は、手番１において、積付情報Ａ１ａ～Ａ１ｄを生成する。また、荷姿演算部１３は、当該積付情報Ａ１ａ～Ａ１ｄに基づいて、４つの候補荷姿を演算する（ステップＳ４）。

【0079】

続いて、評価値取得部１４は、演算された各候補荷姿の評価値を取得する（ステップＳ５）。そして、荷姿決定部１６は、評価値に基づいて、候補荷姿の中から決定数に等しい数の決定荷姿を決定する（ステップＳ６）。図１２の例では、手番１，２に対応する第１段階における決定数（第１決定数）は、２である。よって、荷姿決定部１６は、積付情報Ａ１ａ～Ａ１ｄに基づく候補荷姿のうち、積付情報Ａ１ａ，Ａ１ｄに基づく候補荷姿を決定荷姿として決定する。

【0080】

図１３は、図１２に示された荷姿を決定する過程の一部を示す概略的な図である。図１３では、手番１において決定された１つの決定荷姿（図１３では「決定荷姿１」と記載）に対して、手番２における４つの候補荷姿（図１３では「候補荷姿１」～「候補荷姿４」と記載）が演算される様子が図示されている。

【0081】

図１２及び図１３の例では、決定荷姿１は、積付情報Ａ１ａに基づく決定荷姿である。決定荷姿１では、複数の積付候補の荷物３のうち、荷物３ａが採用されており、荷物３ａは、輸送箱６の底面６ａの角部（図１３の例では底面６ａの左下の角部）に配置されている。したがって、積付情報Ａ１ａは、荷物３ａを輸送箱６の底面６ａの左下の角部に積み付ける旨の情報を含む。要するに、決定荷姿１は、積付情報Ａ１ａに基づいて荷物３ａが輸送箱６内に積み付けられた荷姿となっている。

【0082】

図１２に示されるように、荷姿演算部１３は、手番２において、積付情報Ａ１ａに基づく決定荷姿（つまり決定荷姿１）に対して、積付情報Ａ２ａ～Ａ２ｄを生成する。また、荷姿演算部１３は、手番２において、積付情報Ａ１ｄに基づく決定荷姿に対して、積付情報Ｂ２ａ～Ｂ２ｄを生成する。

【0083】

図１３に示されるように、荷姿演算部１３は、手番２において、積付情報Ａ１ａ及び積付情報Ａ２ａに基づく候補荷姿（図１３では「候補荷姿１」と記載）と、積付情報Ａ１ａ及び積付情報Ａ２ｂに基づく候補荷姿（図１３では「候補荷姿２」と記載）とを演算する。また、荷姿演算部１３は、手番２において、積付情報Ａ１ａ及び積付情報Ａ２ｃに基づく候補荷姿（図１３では「候補荷姿３」と記載）と、積付情報Ａ１ａ及び積付情報Ａ２ｄに基づく候補荷姿（図１３では「候補荷姿４」と記載）とを演算する。

【0084】

候補荷姿１の積付情報Ａ２ａは、荷物３ｂを荷物３ａの右側に接するように積み付ける旨の情報を含む。候補荷姿２の積付情報Ａ２ｂは、荷物３ｂを荷物３ａの奥側に接するように積み付ける旨の情報を含む。候補荷姿３の積付情報Ａ２ｃは、荷物３ｃを荷物３ａの右側に接するように積み付ける旨の情報を含む。候補荷姿４の積付情報Ａ２ｄは、荷物３ｃを荷物３ａの奥側に接するように積み付ける旨の情報を含む。なお、荷姿演算部１３は、積付情報Ａ１ｄに基づく決定荷姿についても、積付情報Ｂ２ａ～Ｂ２ｄに基づいて、４つの候補荷姿が演算される。

【0085】

続いて、荷姿決定部１６は、演算された合計８つの候補荷姿から、第１決定数と等しい数（すなわち２つ）の決定荷姿を決定する。図１３の例では、荷姿決定部１６は、評価値に基づいて、積付情報Ａ１ａ及び積付情報Ａ２ｂに基づく候補荷姿と、積付情報Ａ１ｄ及び積付情報Ｂ２ａに基づく候補荷姿と、を決定荷姿として決定する。

【0086】

以上説明した処理を繰り返すことにより、最後の手番６では、荷姿決定部１６は、積付情報Ａ１ａ，Ａ２ｂ，Ａ３ｄ，Ｂ４ｂ，Ｂ５ｄ，Ａ６ｂに基づく候補荷姿と、積付情報Ａ１ｄ，Ｂ２ａ，Ｂ３ｃ，Ｃ４ａ，Ｃ５ｃ，Ｂ６ｄに基づく候補荷姿と、を決定荷姿として決定する。

【0087】

荷姿決定システム１は、手番６において決定された２つの決定荷姿のうち、高い評価を有する荷姿を最終決定した荷姿として作業員５に対して出力してもよい。また、荷姿決定システム１は、２つの決定荷姿の両方を最終決定した荷姿として作業員５に対して出力してもよい。

【0088】

続いて、荷姿決定システム１は、ステップＳ７を実行する。ステップＳ７では、決定数判定部１５は、決定数を変更するか否かを判定する。決定数を変更するか否かを判定するための具体的な動作については、後述する。

【0089】

ステップＳ７において、決定数判定部１５が決定数を変更すると判定した場合（ステップＳ７：ＹＥＳ）、荷姿決定システム１は、カウンタ変数ｎに対し、ｎ＝ｎ＋１を代入した後に（ステップＳ８）、再びステップＳ４を実行する。ステップＳ７において、決定数判定部１５が決定数を変更しないと判定した場合（ステップＳ７：ＮＯ）、荷姿決定システム１は、ｎ＝３であるか否かを判定する（ステップＳ９）。

【0090】

上述したように、カウンタ変数ｎは、荷姿決定部１６が荷姿を決定する段階の数に対応する。本実施形態では、荷姿決定部１６は、第１～３段階において、所定の決定数と等しい数の荷姿を決定するため、ステップＳ９においてｎ＝３であるか否かを荷姿決定システム１が判定する。しかし、カウンタ変数ｎと等しいか否かを判定される値（ここでは３）は、荷姿決定部１６が荷姿を決定する段階の数に応じて適宜変更可能である。当該値は、一例として、ユーザにより入力装置を介して予め設定される。

【0091】

ステップＳ９において、荷姿決定システム１がｎ＝３でないと判定した場合（ステップＳ９：ＮＯ）、荷姿決定システム１は、再びステップＳ４を実行する。ステップＳ９において、荷姿決定システム１がｎ＝３であると判定した場合（ステップＳ９：ＹＥＳ）、荷姿演算部１３は、輸送箱６内に配置される未配置の荷物３が残っているか否かを判定する（ステップＳ１０）。

【0092】

ステップＳ１０において、未配置の荷物３が残っていると荷姿演算部１３により判定された場合（ステップＳ１０：ＹＥＳ）、荷姿決定システム１は、再びステップＳ４を実行する。ステップＳ１０において、未配置の荷物３残っていないと荷姿演算部１３により判定された場合（ステップＳ１０：ＮＯ）、荷姿決定システム１は、処理を終了する。

【0093】

図７は、図６に示された評価関数選択処理を示すフローチャートである。本実施形態では、評価関数選択処理は、ユーザにより予め設定された所定の評価関数から、ステップＳ５における評価値取得処理に用いられる評価関数を選択する処理である。

【0094】

図７に示されるように、評価関数選択処理では、まず、評価関数選択部１２は、ステップＳ１１を実行する。ステップＳ１１では、評価関数選択部１２は、カウンタ変数Ｎに対し、Ｎ＝１を代入する。カウンタ変数Ｎは、荷物３を積み付ける手番に対応する。

【0095】

続いて、評価関数選択部１２は、ステップＳ１２を実行する。ステップＳ１２では、評価関数取得部２１は、ユーザにより予め設定された評価関数を取得する。ステップＳ１２では、評価関数取得部２１は、評価関数ＸＡ～ＸＮを取得する。より具体的には、評価関数取得部２１は、第１評価関数群の評価関数の候補として評価関数ＸＡ～ＸＨを取得し、第２評価関数群の評価関数の候補として評価関数ＸＦ，ＸＧ，ＸＩ～ＸＮを取得する。また、ステップＳ１２では、評価値算出部２２は、評価関数取得部２１により取得された評価関数に基づいて、手番ごとに各荷姿の評価値を算出する。

【0096】

続いて、評価関数選択部１２は、ステップＳ１３を実行する。ステップＳ１３では、リスト生成部２３は、手番ごとに各評価関数の値を算出すると共に、各手番及び各評価関数の値が互いに紐づけられたリストを生成する。

【0097】

続いて、評価関数選択部１２は、ステップＳ１４を実行する。ステップＳ１４では、第１ループ判定部２４は、カウンタ変数Ｎが輸送箱６内に配置される荷物３の総数よりも少ないか否かを判定する。換言すれば、ステップＳ１４では、ステップＳ１２における各荷姿の評価値の算出、及び、ステップＳ１３におけるリストの生成が全ての手番において終了したか否かを判定する。

【0098】

ステップＳ１４において、カウンタ変数Ｎが輸送箱６内に配置される荷物３の総数よりも小さいと第１ループ判定部２４が判定した場合（ステップＳ１４：ＹＥＳ）、評価関数選択部１２は、カウンタ変数Ｎに対し、Ｎ＝Ｎ＋１を代入した後に（ステップＳ１５）、再びステップＳ１２を実行する。ステップＳ１４において、カウンタ変数Ｎが輸送箱６内に配置される荷物３の総数以上であると第１ループ判定部２４が判定した場合（ステップＳ１４：ＮＯ）、評価関数選択部１２は、ステップＳ１６を実行する。

【0099】

ステップＳ１６では、評価関数選択部１２は、カウンタ変数Ｍに対し、Ｍ＝１を代入する。カウンタ変数Ｍは、予め設定された評価関数の数に対応する。

【0100】

続いて、評価関数選択部１２は、ステップＳ１７を実行する。ステップＳ１７では、成分解析部２５は、ステップＳ１３において生成されたリストを参照すると共に、評価関数ごとにリストの要素を解析する。

【0101】

続いて、評価関数選択部１２は、ステップＳ１８を実行する。ステップＳ１８では、第２ループ判定部２６は、カウンタ変数Ｍが予め設定された評価関数の数よりも小さいか否かを判定する。換言すれば、ステップＳ１８では、ステップＳ１７における成分解析が全ての評価関数において終了したか否かを判定する。ステップＳ１７が実行される結果、評価関数取得部２１により取得された評価関数のうち、互いに相関を有する評価関数が特定される。

【0102】

ステップＳ１８において、カウンタ変数Ｍが予め設定された評価関数の数よりも小さいと第２ループ判定部２６が判定した場合（ステップＳ１８：ＹＥＳ）、評価関数選択部１２は、カウンタ変数Ｍに対し、Ｍ＝Ｍ＋１を代入した後に（ステップＳ１９）、再びステップＳ１７を実行する。ステップＳ１８において、カウンタ変数Ｍが予め設定された評価関数の数以上であると第２ループ判定部２６が判定した場合（ステップＳ１８：ＮＯ）、評価関数選択部１２は、ステップＳ２０を実行する。

【0103】

ステップＳ２０では、評価関数決定部２７は、ステップＳ１７における成分解析の結果に基づいて、評価値取得部１４による評価値の取得に用いられる評価関数を決定する。より具体的には、評価関数決定部２７は、後述の評価値取得処理において、第１評価段階における評価値の取得に用いられる第１評価関数群と、第２評価段階における評価値の取得に用いられる第２評価関数群と、を決定する。

【0104】

ステップＳ２０が実行される結果、ステップＳ１７において特定された互いに相関を有する評価関数のうち、少なくとも１つを除いた評価関数が、評価関数決定部２７により決定される。例えば、上述したように、評価関数ＸＬは、荷物３の重心から平面視における輸送箱６の中心までのマンハッタン距離を評価指標として含み、評価関数ＸＭは、荷物３の重心から平面視における輸送箱６の中心までのユークリッド距離を評価指標として含む。よって、評価関数ＸＬ及び評価関数ＸＭは、互いに相関を有すると考えられる。評価関数決定部２７は、評価関数ＸＬ及び評価関数ＸＭのいずれか一方を、評価値取得部１４による評価値の取得に用いられる評価関数として選択し得る。以上の処理を経て、評価関数選択部１２は、評価関数選択処理を終了する。

【0105】

図８は、図６に示された評価値取得処理を示すフローチャートである。本実施形態では、評価値取得処理は、ステップＳ１１～ステップＳ２０により選択された評価関数を用いて、輸送箱６内における荷物３の荷姿の評価値を取得する処理である。

【0106】

図８に示されるように、評価値取得処理では、まず、評価値取得部１４は、ステップＳ２１を実行する。ステップＳ２１では、第１評価部４１は、評価関数選択処理により選択された評価関数を取得する。

【0107】

続いて、評価値取得部１４は、ステップＳ２２を実行する。ステップＳ２２では、第１評価部４１は、第１評価段階における評価値の取得を実行する。第１評価部４１は、第１評価段階において、ステップＳ２０で決定された第１評価関数群に基づいて、各荷姿の評価値を取得する。

【0108】

続いて、評価値取得部１４は、ステップＳ２３を実行する。ステップＳ２３では、第１結果取得部４２は、第１評価段階における結果を取得する。ステップＳ２３では、第１結果取得部４２は、所定の要件を満たす荷姿を第１評価段階における結果として取得する。

【0109】

続いて、評価値取得部１４は、ステップＳ２４を実行する。ステップＳ２４では、第２評価部４３は、第２評価段階における評価値の取得を実行する。第２評価部４３は、第１評価段階の後の第２評価段階において、ステップＳ２０で決定された第２評価関数群に基づいて、各荷姿の評価値を取得する。以上の処理を経て、評価値取得部１４は、評価関数取得処理を終了する。

【0110】

上述したように、評価関数選択部１２は、第１評価関数群の評価関数の候補として、評価関数ＸＡ～ＸＨを取得すると共に、第２評価関数群の評価関数の候補として、評価関数ＸＦ，ＸＧ，ＸＩ～ＸＮを取得する。第１評価関数群の評価関数の候補から選択された第１評価関数群は、第１評価段階における評価値の取得に供される。また、第２評価関数群の評価関数の候補から選択された第２評価関数群は、第２評価段階における評価値の取得に供される。

【0111】

図１２の例では、手番１において、荷姿演算部１３は、荷物３の種類、輸送箱６内における位置及び方向ごとに全ての積付情報を生成すると共に、各積付情報に基づく候補荷姿を演算する。また、評価値取得部１４は、第１評価段階において、第１評価関数群に基づいて各候補荷姿の評価値を取得すると共に、当該評価値に基づいて所定の要件を満たす積付情報Ａ１ａ～Ａ１ｄに基づく候補荷姿を特定する。つまり、図１２に示される各楕円は、第１評価段階において所定の要件を満たすと判定された候補荷姿の積付情報を示している。

【0112】

続いて、評価値取得部１４は、第２評価段階において、第２評価関数群に基づいて積付情報Ａ１ａ～Ａ１ｄに基づく候補荷姿の評価値を取得する。そして、荷姿決定部１６は、第２評価段階における結果に基づいて、候補荷姿の中から決定荷姿を決定する。つまり、図１２に示されるグレースケールが付された各楕円は、第２評価段階における評価値に基づいて決定された決定荷姿の積付情報を示している。

【0113】

図１２の例では、評価値取得部１４は、第１評価段階における結果に基づいて、１つの決定荷姿に対して４つの積付情報に基づく候補荷姿を特定した。このため、評価値取得部１４は、第２評価段階において、１つの決定荷姿に対して４つの積付情報に基づく候補荷姿の評価値を取得した。しかし、第１評価段階における結果に基づいて特定される積付情報の数は、上述した所定の要件により変化し得るものであり、特に限定されない。特定される積付情報の数は、手番ごとに同一であってもよく、異なっていてもよい。

【0114】

本実施形態では、第１～３段階のそれぞれにおいて評価値の取得に用いられる第１評価関数群の評価関数は、互いに同一である。図１２の例では、例えば、第１段階の手番１及び手番２における第１評価関数群の評価関数と、第２段階の手番３及び手番４における第１評価関数群の評価関数とは、互いに同一である。また、第１～３段階のそれぞれにおいて評価値の取得に用いられる第２評価関数群の評価関数は、互いに同一である。図１２の例では、例えば、第１段階の手番１及び手番２における第２評価関数群の評価関数と、第２段階の手番３及び手番４における第２評価関数群の評価関数とは、互いに同一である。

【0115】

また、本実施形態では、第２評価関数群の評価関数は、第１評価関数群の評価関数とは異なる評価関数を含む。図１２の例では、例えば、手番１における第２評価関数群の評価関数は、手番１における第１評価関数群の評価関数とは異なる評価関数を含む。

【0116】

上述したように、荷姿決定部１６は、第２評価段階における結果に基づいて、輸送箱６内における荷物３の荷姿を決定する。本実施形態では、荷姿決定部１６は、第２評価段階において、高い評価値を有する荷姿から順に所定の決定数と等しい数の荷姿を決定する。

【0117】

図１３の例では、評価値取得部１４は、第２評価段階において、候補荷姿１～４の評価値を取得する。荷姿決定部１６は、候補荷姿１～４のうち、高い評価値を有する候補荷姿を決定荷姿として決定する。

【0118】

続いて、図９及び図１０を用いて、決定数判定部１５の機能構成、及び、ステップＳ７（図６参照）において決定数を変更するか否かを判定するための決定数判定部１５の動作について説明する。

【0119】

図９は、図２に示された決定数判定部１５の機能構成を示すブロック図である。図５に示されるように、決定数判定部１５は、評価値算出部５１と、ループ判定部５２と、手番取得部５３とを有する。

【0120】

評価値算出部５１は、手番ごとに輸送箱６内における荷物３の荷姿を演算すると共に、評価関数選択部１２により選択された評価関数に基づいて、手番ごとに各荷姿の評価値を取得する。また、評価値算出部５１は、取得された評価値に基づいて、手番ごとに所定の決定数と等しい数の荷姿を決定する。

【0121】

ループ判定部５２は、手番が輸送箱６内に配置される荷物３の総数よりも少ないか否かを判定する。ループ判定部５２が実行する具体的な処理については、後述する。

【0122】

手番取得部５３は、評価値算出部５１により算出された各荷姿の評価値に基づいて、評価値が最大となる手番を取得する。

【0123】

図１０は、決定数を変更するか否かを判定する方法を示すフローチャートである。図１０に示されるように、まず、決定数判定部１５は、ステップＳ３１を実行する。ステップＳ３１では、決定数判定部１５は、カウンタ変数Ｋに対し、Ｋ＝１を代入する。カウンタ変数Ｋは、荷物３を積み付ける手番に対応する。

【0124】

続いて、決定数判定部１５は、ステップＳ３２を実行する。ステップＳ３２では、評価値算出部５１は、手番ごとに輸送箱６内における荷物３の荷姿を演算すると共に、評価関数選択部１２により選択された評価関数に基づいて、手番ごとに各荷姿の評価値を取得する。続いて、評価値算出部５１は、取得された評価値に基づいて、手番ごとに所定の決定数と等しい数の荷姿を決定する。当該所定の決定数は、ステップＳ６において決定された荷姿の数に等しい第ｎ決定数である。つまり、ステップＳ３２では、評価値算出部５１は、ステップＳ６における第ｎ決定数と等しい数の荷姿を決定しつつ、手番ごとに各荷姿の評価値を取得する。

【0125】

続いて、決定数判定部１５は、ステップＳ３３を実行する。ステップＳ３３では、ループ判定部５２は、カウンタ変数Ｋが輸送箱６内に配置される荷物３の総数よりも少ないか否かを判定する。換言すれば、ステップＳ３３では、ステップＳ３２における各荷姿の評価値の算出が全ての手番において終了したか否かを判定する。

【0126】

ステップＳ３３において、カウンタ変数Ｋが輸送箱６内に配置される荷物３の総数よりも少ないとループ判定部５２が判定した場合（ステップＳ３３：ＹＥＳ）、決定数判定部１５は、カウンタ変数Ｋに対し、Ｋ＝Ｋ＋１を代入した後に（ステップＳ３４）、再びステップＳ３２を実行する。ステップＳ３３において、カウンタ変数Ｋが輸送箱６内に配置される荷物３の総数以上であるとループ判定部５２が判定した場合（ステップＳ３３：ＮＯ）、決定数判定部１５は、ステップＳ３５を実行する。

【0127】

ステップＳ３５では、手番取得部５３は、評価値算出部５１により算出された各荷姿の評価値に基づいて、評価値が最大となる手番を取得する。以上の処理を経て、決定数判定部１５は、決定数を変更するか否かを判定する処理を終了する。

【0128】

なお、本実施形態では、決定数判定部１５がステップＳ７において、上述の動作を実行する例について説明した。しかし、決定数判定部１５は、図１０に示される動作を図６における任意のタイミングで実行してもよい。決定数判定部１５は、例えば、ステップＳ３１～Ｓ３５をステップＳ１の前に予め実行してもよい。

【0129】

さらに、決定数判定部１５は、決定数を変更する手番を判定する処理をステップＳ１の前に予め実行してもよい。決定数判定部１５は、決定数を変更する手番を判定するに際し、決定数を変更する全ての手番の組合せについて評価値を取得してもよく、当該手番の組合せの一部をサンプリングして評価値を取得してもよい。当該手番の組合せの全てについて評価値を取得するか、或いは、当該手番の組合せの一部をサンプリングして評価値を取得するかは、例えば、全ての当該手番の組合せの数（問題の規模）に応じて適宜選択されてもよい。

【0130】

図１２の例では、手番３において、決定数が２（第１決定数）から３（第２決定数）に変更されている。つまり、ステップＳ３１～Ｓ３５において、第１決定数と等しい数の決定荷姿を決定しつつ、手番ごとに各決定荷姿の評価値を取得した結果、手番２における決定荷姿の評価値が最大となったことを意味している。第１決定数と等しい数の決定荷姿を決定しつつ各決定荷姿の評価値を取得した結果、手番２において評価値が最大となったため、決定数判定部１５は、手番２の次の手番である手番３において決定数を変更すると判定する。

【0131】

続いて、本実施形態に係る荷姿決定システム１、荷姿決定方法、及び荷姿決定プログラムＰの作用効果について説明する。

【0132】

本実施形態に係る荷姿決定システム１では、第１段階において、所定の第１決定数と等しい数の荷姿を決定し、第１段階の後の第２段階において、第１決定数とは異なる所定の第２決定数と等しい数の荷姿を決定する。この場合、第１段階及び第１段階の後の第２段階において、評価値に基づいて決定する荷姿の数を変化させる。これにより、積み付けの局面に応じて決定する荷姿の数を変化させることができる。したがって、荷物３を積み付ける過程で局面に応じた積み付けを実現することができる。

【0133】

荷姿決定部１６は、第２段階の後の第３段階において、第２決定数とは異なる所定の第３決定数と等しい数の荷姿を決定し、第２決定数は、第１決定数及び第３決定数よりも大きい。この場合、第１段階の後の第２段階において、第１決定数よりも大きい第２決定数と等しい数の荷姿を決定し、第２段階の後の第３段階において、第２決定数よりも小さい第３決定数と等しい数の荷姿を決定する。このとき、第２段階においては、評価値に基づいて第１段階よりも多くの荷姿を決定するため、第１段階よりも多くの荷姿を広く探索することができる。また、第３段階においては、評価値に基づいて第２段階よりも少ない荷姿を決定するため、荷姿の決定に要する計算量が増大することを抑制できる。加えて、第１段階及び第２段階の後の第３段階においては、積み付けを行う荷物３の数が少なくなるため、演算される荷姿の数が少なくなる。このため、第２決定数よりも小さい第３決定数と等しい数の荷姿を決定した場合でも、好適な荷姿を決定することができる。以上より、計算量の増大を抑制しつつ、荷姿を広く探索することができる。

【0134】

評価値取得部１４は、第１評価段階において、少なくとも１つの評価関数からなる第１評価関数群に基づいて評価値を取得し、第１評価段階の後の第２評価段階において、第１評価段階における結果と、第１評価関数群の評価関数とは異なる評価関数からなる第２評価関数群とに基づいて評価値を取得し、荷姿決定部１６は、第２評価段階における結果に基づいて、荷物３の荷姿を決定する。この場合、例えば、第１評価段階において第１評価関数群に基づいて評価値を取得した結果、所定の要件を満たす荷姿について、第２評価段階において第２評価関数群に基づいて評価値を取得する。そして、第２評価段階における結果に基づいて荷物３の荷姿を決定する。よって、一の評価関数群のみに基づいて評価値を取得して荷物の荷姿を決定する場合に比べ、所定の要件を満たした荷姿を一層確実に決定することができる。

【0135】

荷姿決定システム１は、予め設定された複数の評価関数から評価値の取得に用いられる評価関数を選択する評価関数選択部１２をさらに備え、評価値取得部１４は、選択された評価関数に基づいて評価値を取得する。この場合、予め設定された複数の評価関数の全てを用いて評価値を取得する場合に比べ、計算量を低減することができる。

【0136】

本実施形態に係る荷姿決定方法は、輸送箱６内における荷物３の荷姿を決定するための荷姿決定方法であって、荷物３に関する荷物情報を生成するステップと、荷物情報に基づいて、輸送箱６内における荷物３の荷姿を演算するステップと、荷物３の荷姿の評価値を取得するステップと、評価値に基づいて、輸送箱６内における荷物３の荷姿を決定するステップと、を備え、決定するステップは、所定の第１決定数と等しい数の荷姿を決定する第１ステップと、第１ステップの後に、第１決定数とは異なる所定の第２決定数と等しい数の荷姿を決定する第２ステップと、を含む。

【0137】

本実施形態に係る荷姿決定プログラムＰは、輸送箱６内における荷物３の荷姿を決定するための荷姿決定プログラムＰであって、荷物３に関する荷物情報を生成するステップと、荷物情報に基づいて、輸送箱６内における荷物３の荷姿を演算するステップと、荷物３の荷姿の評価値を取得するステップと、評価値に基づいて、輸送箱６内における荷物３の荷姿を決定するステップと、を制御部３１に実行させ、決定するステップは、所定の第１決定数と等しい数の荷姿を決定する第１ステップと、第１ステップの後に、第１決定数とは異なる所定の第２決定数と等しい数の荷姿を決定する第２ステップと、を含む。

【0138】

これらの荷姿決定方法及び荷姿決定プログラムＰによれば、上述の荷姿決定システム１と同様な効果を得ることができる。

【0139】

本発明は、上述の実施形態に限定されるものではない。

【0140】

上述の実施形態では、荷姿決定部１６が第１～３段階において、所定の決定数と等しい数の荷姿を決定する例について説明した。すなわち、上述の実施形態では、決定数を２回変更した。しかし、荷姿決定部１６が荷姿を決定する段階の数は、適宜変更可能である。つまり、上述の実施形態では、決定数を変更する回数を２回としたが、１回でもよく、３回以上であってもよい。

【0141】

上述の実施形態では、荷姿決定部１６は、第１段階において、荷物３が配置されていない輸送箱６内に１つめの荷物３を積み付ける場合（すなわち、手番が１のとき）の荷姿を決定した。また、荷姿決定部１６は、第３段階において、輸送箱６内に最後の荷物３を積み付ける場合（すなわち、手番が輸送箱６内に配置される荷物３の総数と等しいとき）の荷姿について決定した。しかし、第１～３段階に対応する手番は、適宜変更可能である。すなわち、荷姿決定部１６は、第１段階よりも前の段階において、所定の決定数と等しい数の荷姿を決定してもよく、第３段階よりも後の段階において、所定の決定数と等しい数の荷姿を決定してもよい。

【0142】

上述の実施形態では、評価関数の重み係数がユーザの要望に合わせて設定される例について説明した。しかし、重み係数は、荷姿決定部１６が荷姿を決定する段階に応じて設定されてもよい。例えば、ユーザは、輸送箱６内における荷物３の積み付けを終了する段階（本実施形態では、第３段階）の第２評価段階において用いられる第２評価関数群のうち、平面視における荷物３の重心の位置に関する評価関数ＸＭの重み係数を大きくしてもよい。この場合、輸送箱６内における荷物３の積み付けを終了する段階（いわば詰めの段階）において、平面視における荷物３の重心の位置が中心に近くなるように調整することができる。

【0143】

荷姿決定システム１は、荷姿決定部１６が荷姿を決定する段階に対応する手番、及び、評価関数群を構成する評価関数を時間と共に変化させつつ、上述の処理を繰り返し実行してもよい。荷物３の配送先においては、荷物３の需要及び供給の変化等により、輸送箱６内に積み付けられる荷物３の種類、個数及び配送先が時間と共に変化し得る。よって、荷姿決定システム１が実行する処理を時間と共にアップデートすることで、輸送箱６内における荷物３の荷姿を計算することができる。

【0144】

上述の実施形態では、荷姿決定システム１が決定された荷姿に応じた順序で荷物３をコンベア４により作業員５の元に搬送する例について説明した。しかし、荷姿決定システム１は、所定の範囲（いわゆるスコープ）で作業員５の元に搬送する荷物３の順序を入れ替えてもよい。

【0145】

上述の実施形態では、評価関数選択部１２は、成分解析部２５による成分解析の結果、互いに相関を有する評価関数のうち少なくとも１つを除いた評価関数を選択する例について説明した。上述したように、評価値は、例えば、第１評価関数群又は第２評価関数群の各評価関数の値の合計として算出される。また例えば、他の評価関数と相関を有しない評価関数の値を変動させても、当該他の評価関数の値は変動しない。よって、仮に同程度の評価値を有する荷姿が複数存在する場合には、他の評価関数と相関を有しない評価関数の値が大きくなるように輸送箱６内における荷物３の荷姿を変更することで、荷姿の評価値を大きくすることができる。

【0146】

したがって、評価値の取得に用いられる評価関数を選択するに際し、評価関数選択部１２は、互いに正の相関を有する評価関数を第１評価関数群の評価関数として選択してもよい。また、評価関数選択部１２は、互いに負の相関を有する評価関数を第１評価関数群の評価関数として優先的に選択してもよい。さらに、評価関数選択部１２は、互いに相関を有しない評価関数を第１評価関数群又は第２評価関数群の評価関数として必ず選択してもよい。

【0147】

上述の実施形態では、評価値取得部１４が評価値を取得するために評価関数ＸＡ～ＸＮを用いる例について説明した。しかし、評価値を取得するための評価関数としては、種々のものを用いることができる。

【0148】

上述の実施形態では、第１決定数が２であり、第２決定数が３であり、第３決定数が２である例について説明した。しかし、各決定数の値は、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。

【符号の説明】

【0149】

１…荷姿決定システム、３…荷物、６…輸送箱（収容体）、１１…荷物情報生成部、１２…評価関数選択部、１４…評価値取得部、１６…荷姿決定部、３１…制御部、Ｐ…荷姿決定プログラム。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】