特開 2024-71910 作業支援システム

(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】P2024071910

(43)【公開日】2024-05-27

(54)【発明の名称】作業支援システム

(51)【国際特許分類】

   B65G 1/137 20060101AFI20240520BHJP

【ＦＩ】

B65G1/137 F

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022182414

(22)【出願日】2022-11-15

(71)【出願人】

【識別番号】594057842

【氏名又は名称】株式会社アイオイ・システム

(74)【代理人】

【識別番号】100205350

【弁理士】

【氏名又は名称】狩野 芳正

(74)【代理人】

【識別番号】100117617

【弁理士】

【氏名又は名称】中尾 圭策

(72)【発明者】

【氏名】朝倉 克己

【テーマコード（参考）】

3F522

【Ｆターム（参考）】

3F522BB22

3F522GG04

3F522GG18

3F522GG32

3F522GG44

3F522GG45

3F522HH02

3F522HH04

3F522HH13

3F522HH17

3F522HH19

3F522HH33

3F522LL57

3F522LL58

(57)【要約】

【課題】作業者への指示を効率よく投影する作業支援システムを提供する。
【解決手段】作業支援システム（１）は、物品棚（２）と、投影装置（３）と、反射装置（５）とを備える。物品棚（２）は、第１スクリーン（２１１Ａ）と、第１スクリーン（２１１Ａ）から離れた位置に配置された第２スクリーン（２１１Ｂ）とを有する。投影装置（３）は、第１スクリーン（２１１Ａ）に投影する第１部分映像（Ｉ１）と、第２スクリーン（２１１Ｂ）に投影する第２部分映像（Ｉ２）とを含む映像（Ｉ）を投影する。反射装置（５）は、第１部分映像（Ｉ１）を第１スクリーン（２１１Ａ）に向けて反射する第１反射板（５１Ａ）と、第２部分映像（Ｉ２）を第２スクリーン（２１１Ｂ）に向けて反射する第２反射板（５１Ｂ）とを有する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１スクリーンと、前記第１スクリーンから離れた位置に配置された第２スクリーンとを有する物品棚と、
前記第１スクリーンに投影する第１部分映像と、前記第２スクリーンに投影する第２部分映像とを含む映像を投影する投影装置と、
前記第１部分映像を前記第１スクリーンに向けて反射する第１反射板と、前記第２部分映像を前記第２スクリーンに向けて反射する第２反射板とを有する反射装置と
を備える
作業支援システム。

【請求項2】

請求項１に記載の作業支援システムにおいて、
前記物品棚と、前記投影装置と、前記反射装置との位置関係を固定する固定装置
をさらに備え、
前記固定装置は、
前記第１反射板の前記投影装置に対する第１角度を調節する第１調節装置と、
前記第２反射板の前記投影装置に対する第２角度を調節する第２調節装置と
を備え、
前記第１角度と、前記第２角度とは、互いに独立に調節可能である
作業支援システム。

【請求項3】

請求項１または２に記載の作業支援システムにおいて、
前記映像における前記第１部分映像と前記第２部分映像との間の第１間隔の、前記第１部分映像の第１幅に対する第１比率が、前記第１スクリーンと前記第２スクリーンの間の第２間隔の、前記第１スクリーンの第２幅に対する第２比率より小さい
作業支援システム。

【請求項4】

請求項１に記載の作業支援システムにおいて、
前記第１反射板は、前記第１スクリーンのうちの、前記第１反射板が反射する光が届く範囲を、前記第１反射板が平面鏡である場合と比較して広げる凸面鏡を含む
作業支援システム。

【請求項5】

請求項１に記載の作業支援システムにおいて、
前記第１反射板は、前記第１スクリーンのうちの、前記第１反射板が反射する光が届く範囲を、前記第１反射板が平面鏡である場合と比較して狭める凹面鏡を含む
作業支援システム。

【請求項6】

請求項１に記載の作業支援システムにおいて、
前記第１スクリーンは、前記物品棚の第１棚の前面に配置されており、
前記第２スクリーンは、前記物品棚の、前記第１棚とは別の第２棚の前面に配置されており、
前記第１部分映像は、前記第１棚に配置された第１物品を対象とする作業の指示を表す第１情報を含み、
前記第２部分映像は、前記第２棚に配置された第２物品を対象とする作業の指示を表す第２情報を含む
作業支援システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は作業支援システムに関し、例えば、物品棚から物品を取り出す作業の支援に好適に利用できるものである。

【背景技術】

【0002】

作業支援システムは、棚に並べられている部品や商品などの様々な物品のうちのいずれを取るべきかを作業者に指示するシステムであり、生産ラインや物流拠点において広く使用される。一例としては、作業支援システムは、生産ラインにおいて、部品棚などに蓄積されている様々な部品のうち、対象の製品に組み付けるべき部品およびその個数を作業者に指示するために用いられる。他の例としては、作業支援システムは、物流拠点において、商品棚などにストックされている様々な商品のうち、対象となるシッパーやコンテナなどの入れ物に収納すべき商品およびその個数を作業者に指示するために用いられる。

【0003】

上記に関連して、特許文献１（特開２０２０－１３２３７５号公報）には、作業支援装置が開示されている。この作業支援装置は、カメラと、演算装置と、プロジェクタとを備える。カメラは、物品棚に置かれた物品箱に付されたマーカーを撮像する。演算装置は、撮像画像に写されたマーカーの位置に基づいて、物品箱の位置を特定する。プロジェクタは、物品棚の、物品箱の位置に対応する表示領域に、作業者への指示を表す映像を投影する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０２０－１３２３７５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１の作業支援装置において、プロジェクタが映像を投影する範囲は、作業者から見える物品棚の表面のほぼ全域をカバーすることが好ましい。このとき、プロジェクタが映像を投影できる範囲のうち、作業者への指示を表す映像が投影される領域の割合が、比較的小さくなる場合がある。そうすると、プロジェクタが有する解像度のうち、比較的多くの部分が、作業者への指示を表す映像の投影に活用されない可能性がある。

【0006】

上記状況に鑑み、本開示は、作業者への指示を効率よく投影する作業支援システムを提供することを目的の１つとする。その他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。

【課題を解決するための手段】

【0007】

以下に、発明を実施するための形態で使用される番号・符号を用いて、課題を解決するための手段を説明する。これらの番号・符号は、特許請求の範囲の記載と発明を実施するための形態との対応関係の一例を示すために、参考として、括弧付きで付加されたものである。よって、括弧付きの記載により、特許請求の範囲は、限定的に解釈されるべきではない。

【0008】

一実施形態によれば、作業支援システム（１）は、物品棚（２）と、投影装置（３）と、反射装置（５）とを備える。物品棚（２）は、第１スクリーン（２１１Ａ）と、第１スクリーン（２１１Ａ）から離れた位置に配置された第２スクリーン（２１１Ｂ）とを有する。投影装置（３）は、第１スクリーン（２１１Ａ）に投影する第１部分映像（Ｉ１）と、第２スクリーン（２１１Ｂ）に投影する第２部分映像（Ｉ２）とを含む映像（Ｉ）を投影する。反射装置（５）は、第１部分映像（Ｉ１）を第１スクリーン（２１１Ａ）に向けて反射する第１反射板（５１Ａ）と、第２部分映像（Ｉ２）を第２スクリーン（２１１Ｂ）に向けて反射する第２反射板（５１Ｂ）とを有する。

【発明の効果】

【0009】

一実施形態によれば、作業者への指示を効率よく投影することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】図１は、一実施形態による作業支援システムの一構成例を示す図である。

【図2】図２は、一実施形態による作業支援システムの一構成例を示す図である。

【図3】図３は、一実施形態による作業支援システムの一構成例を示す俯瞰図である。

【図4】図４は、一実施形態による投影装置、反射板およびスクリーンの位置関係の一例を示す図である。

【図5】図５は、一実施形態による映像に含まれる部分映像の位置関係の一例を示す図である。

【図6】図６は、一実施形態によるスクリーンおよび部分映像の位置関係の一例を示す図である。

【図7】図７は、一実施形態による反射板として凸面鏡を用いる場合の、映像がスクリーンに投影される範囲の一例を示す図である。

【図8】図８は、一実施形態による反射板として凹面鏡を用いる場合の、映像がスクリーンに投影される範囲の一例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

添付図面を参照して、本開示による作業支援システムを実施するための形態を以下に説明する。

【0012】

（実施形態）
図１、図２、図３に示すように、一実施形態による作業支援システム１は、物品棚２と、投影装置３と、固定装置４と、反射装置５とを備える。物品棚２は、床８の上に配置されていてもよい。床８には、使用者９が物品棚２に対向して作業を行うための領域がある。

【0013】

直交座標ＸＹＺについて説明する。床８から上に向かう方向をＹ方向とする。物品棚２から使用者９へ向かう方向をＺ方向とする。Ｙ方向とＺ方向とに直交する方向のうち、物品棚２に向かい合う使用者９の左から右へ向かう方向をＸ方向とする。

【0014】

一例として、物品棚２は、複数の支柱と、複数の棚板２１と、天板２３とを備える。図１、図２、図３の例において、複数の支柱のそれぞれは、Ｙ方向に延在するが、この構成は一例にすぎず、本開示を限定しない。複数の棚板２１のそれぞれと、天板２３とは、その上面がＸＺ平面に平行となるように、複数の支柱によって支持されている。それぞれの棚板２１には、１つまたは複数の物品箱２２が載置されていてもよい。それぞれの物品箱２２には、所定の物品が収容されていてもよい。

【0015】

投影装置３は、一例として、天板２３の上に配置されている。固定装置４も、一例として、天板２３の上に配置されている。固定装置４は、反射装置５を床８より上の空間に固定している。

【0016】

反射装置５は、複数の反射板５１を備える。これら複数の反射板５１は、一例として、鏡を含む。この鏡は、平面状の反射面を有する平面鏡であってもよい。反射装置５は、さらに、これら複数の反射板５１の、投影装置３に対する角度を適宜に調節する角度調整装置５２を備える。角度調整装置５２は、それぞれの反射板５１の、投影装置３に対する角度を、互いに独立して調節することができるように構成されている。

【0017】

反射板５１は、投影装置３が投影する映像を、スクリーンとしての、棚板２１の前面２１１に向けて反射する。図１、図２、図３の例では、前面２１１はＸＹ平面に含まれるが、この構成は一例にすぎず、本開示を限定しない。

【0018】

図４に示すように、複数の反射板５１のうち、異なる２枚の反射板５１Ａ、５１Ｂは、それぞれ、異なる２枚の前面２１１Ａ、２１１Ｂに向けて、投影装置３からの出射光３０を反射する。複数の反射板５１は、反射板５１Ａ、５１Ｂ以外の反射板５１をさらに含んでもよい。

【0019】

より詳細には、投影装置３が出射する出射光３０のうちの一部である出射光３０Ａは、第１の反射板５１Ａによって反射された第１の反射光５０Ａとして、第１の前面２１１Ａに投影される。このとき、第１の反射板５１Ａの、投影装置３に対する角度は、角度調整装置５２によって、第１の回転方向ＲＡにおいて適宜に調節されている。なお、第１の反射光５０Ａが投影される第１の投影範囲Ｄ０Ａは、第１の前面２１１Ａがスクリーンとして機能する第１のスクリーン範囲Ｄ１Ａより広くてもよい。

【0020】

同様に、投影装置３が出射する出射光３０のうちの別の一部である出射光３０Ｂは、第２の反射板５１Ｂによって反射された第２の反射光５０Ｂとして、第２の前面２１１Ｂに投影される。このとき、第２の反射板５１Ｂの、投影装置３に対する角度は、角度調整装置５２によって、第２の回転方向ＲＢにおいて適宜に調節されている。また、第２の反射光５０Ｂが投影される第２の投影範囲Ｄ０Ｂは、第２の前面２１１Ｂがスクリーンとして機能する第２のスクリーン範囲Ｄ１Ｂより広くてもよい。

【0021】

ここで、投影装置３が出射する出射光３０のうち、第１の出射光３０Ａと、第２の出射光３０Ｂとの間の間隔の、第１の出射光３０Ａ（または第２の出射光３０Ｂ）に対する割合より、第１の投影範囲Ｄ０Ａと、第２の投影範囲Ｄ０Ｂとの間の投影範囲間隔Ｄ１２の、第１の投影範囲Ｄ０Ａ（または第２の投影範囲Ｄ０Ｂ）に対する割合が、有意に大きいことに注目されたい。このことは、特許文献１（特開２０２０－１３２３７５号公報）などのように投影装置３が出射する出射光３０を物品棚２の全体の前面に一体的に投影する場合と比較して、本開示においては投影装置３の解像度の大部分が有効に活用されることを意味する。このことを、図５、図６を参照して説明する。

【0022】

図５に示すように、投影装置３が出射する出射光３０が表す映像Ｉには、第１の部分映像Ｉ１と、第２の部分映像Ｉ２とが含まれる。映像Ｉは、さらに別の部分映像を含んでもよい。

【0023】

第１の部分映像Ｉ１は、第１の棚板２１の上に配置された物品箱２２に収容された物品を対象とする、作業者としての使用者９に対する指示を表す情報を含む。第１の部分映像Ｉ１は、投影装置３が出射する出射光３０のうち、第１の出射光３０Ａとして出射され、第１の反射板５１Ａによって反射され、第１の前面２１１Ａに投影される。使用者９は、第１の前面２１１Ａに投影された第１の部分映像Ｉ１を目視により認識することで、第１の部分映像Ｉ１に対応する位置に配置された物品箱２２から、指示された物品を、指示された数だけ取り出して所定の容器に移す、指示された物品を棚の指示された場所に指示された数だけ入れる、などの作業を行う。

【0024】

同様に、第２の部分映像Ｉ２は、第２の棚板２１の上に配置された物品箱２２に収容された物品を対象とする、作業者としての使用者９に対する指示を表す情報を含む。第２の部分映像Ｉ２は、投影装置３が出射する出射光３０のうち、第２の出射光３０Ｂとして出射され、第２の反射板５１Ｂによって反射され、第２の前面２１１Ｂに投影される。使用者９は、第２の前面２１１Ｂに投影された第２の部分映像Ｉ２を目視により認識することで、第２の部分映像Ｉ２に対応する位置に配置された物品箱２２から、指示された物品を、指示された数だけ取り出して所定の容器に移す、指示された物品を棚の指示された場所に指示された数だけ入れる、などの作業を行う。

【0025】

図６に示すように、投影装置３から第１の出射光３０Ａとして出射された第１の部分映像Ｉ１は、第１の反射板５１Ａの角度を適宜に調節することで、第１の前面２１１Ａに第１の部分投影映像ＰＡとして投影される。同様に、投影装置３から第２の出射光３０Ｂとして出射された第２の部分映像Ｉ２は、第２の反射板５１Ｂの角度を適宜に調節することで、第２の前面２１１Ｂに第２の部分投影映像ＰＢとして投影される。

【0026】

ここで、図５と図６とを比較すると、図６において第１の部分投影映像ＰＡの幅Ｄ１Ａと、第２の部分投影映像ＰＢの幅Ｄ１Ｂとが同じ長さになるとき、図５において第１の部分映像Ｉ１の幅である第１の部分映像幅Ｗ１は、第２の部分映像Ｉ２の幅である第２の部分映像幅Ｗ２より長くなる。その理由は、第１の部分映像Ｉ１を投影する第１の出射光３０Ａと、第２の部分映像Ｉ２を投影する第２の出射光３０Ｂとでは、光路長が異なるからである。

【0027】

その一方で、図５における、第１の部分映像Ｉ１と第２の部分映像Ｉ２との間の部分映像間隔Ｗ１２の、第１の部分映像幅Ｗ１（または第２の部分映像幅Ｗ２）に対する割合が、図６における、第１の前面２１１Ａと第２の前面２１１Ｂの間のスクリーン間隔Ｄ１ＡＢの、第１の部分投影映像ＰＡ（または第２の部分投影映像ＰＢ）の幅に対する割合より大幅に小さい。その理由は、第１の反射板５１Ａの投影装置３に対する角度と、第２の反射板５１Ｂの投影装置３に対する角度とを、独立に調節可能であるからである。

【0028】

このように、本実施形態による作業支援装置では、映像Ｉのうち、部分映像Ｉ１、Ｉ２を投影しない範囲の幅をなるべく短くすることによって、投影装置３が有する解像度を有効に活用することができる。

【0029】

なお、部分映像Ｉ１、Ｉ２のそれぞれにおいて、出射光３０の光路長と反射光５０の光路長との合計が、部分映像Ｉ１、Ｉ２の部位によって異なる場合があり、一例として長方形の部分映像Ｉ１、Ｉ２が前面２１１において台形に変形して投影される場合がある。このような変形を相殺して、スクリーンとしての前面２１１において長方形を長方形のまま投影するために、投影装置３が備える光学系によっていわゆる台形補正を行う技術が知られている。しかし、本開示による作業支援システム１では、複数の反射板５１の投影装置３に対する角度がそれぞれ異なるため、スクリーンとしての前面２１１ごとに変形の度合いが異なる。そこで、投影装置３が投影する映像Ｉを表す映像データに対する台形補正が適宜に行われてもよい。データ上の台形補正は、光学的な台形補正と併用して行われてもよい。このようなデータ上の台形補正は、図示しない演算装置が行ってもよい。この演算装置は、投影装置３に含まれていてもよいし、投影装置３に映像データを送信する外部のコンピュータなどに含まれていてもよい。この外部のコンピュータは、作業者としての使用者９に対する指示を表す映像Ｉを生成してもよい。

【0030】

以上に説明したように、一実施形態による作業支援システム１は、投影装置３が投影する映像Ｉに含まれる複数の部分映像Ｉ１、Ｉ２を、投影装置３に対する角度がそれぞれ異なる複数の反射板５１Ａ、５１Ｂでそれぞれ異なる方向に反射し、互いに離れて配置されている複数のスクリーンとしての前面２１１Ａ、２１１Ｂへ分割して投影する。こうすることによって、投影装置３が有する解像度の大部分を有効に活用しながら、作業者としての使用者９への指示を効率よく投影することができる。

【0031】

（変形例、その１）
上述した実施形態では、棚板２１の前面２１１がＸＹ平面に含まれる場合の構成例について説明した。この構成の変形例として、棚板２１の前面２１１は、ＸＹ平面に対して所定の角度を有する平面に含まれてもよい。このような変形例においても、角度調整装置５２によって反射板５１の投影装置３に対する角度を適宜に調節することによって、投影装置３が投影する部分映像Ｉ１、Ｉ２を反射板５１がスクリーンとしての前面２１１に向けて反射することができる。

【0032】

（変形例、その２）
上述した実施形態では、反射板５１が平面鏡である場合の構成例について説明した。この構成の変形例として、反射板５１の一部または全てが、図７に示すような凸面鏡５１２であってもよい。

【0033】

投影装置３から出射された出射光３０を凸面鏡５１２が反射した反射光５０２は、スクリーンとしての前面２１１のうち、同じ出射光３０を平面鏡５１１が反射した反射光５０１が投影される範囲Ｒ１と比較して、より広い範囲Ｒ２に広げて投影される。範囲Ｒ２は、凸面鏡５１２の曲率と、投影装置３から凸面鏡５１２までの距離および凸面鏡５１２から前面２１１までの距離の合計とによって異なる。

【0034】

平面鏡５１１と凸面鏡５１２の組み合わせや、曲率が異なる複数の凸面鏡５１２の組み合わせなどを、複数の反射板５１として用いることで、それぞれの前面２１１のうちの、映像Ｉが投影される範囲Ｒ１、Ｒ２の幅を調節することができる。一例として、投影装置３から複数の棚板２１の前面２１１のそれぞれまでの距離に応じて異なる曲率を有する複数の凸面鏡５１２を複数の反射板５１として用いることで、それぞれの前面２１１に部分映像Ｉ１、Ｉ２が投影される範囲のＹ方向における長さを均一化することができる。その結果、投影装置３が投影する映像Ｉが有する解像度を、より有効に活用することができる。

【0035】

（変形例、その３）
図７とは別の変形例として、反射板５１の一部または全てが、図８に示すような凹面鏡５１３であってもよい。

【0036】

投影装置３から出射された出射光３０を凹面鏡５１３が反射した反射光５０３は、スクリーンとしての前面２１１のうち、同じ出射光３０を平面鏡５１１が反射した反射光５０１が投影される範囲Ｒ１と比較して、より狭い範囲Ｒ３に狭めて投影される。範囲Ｒ３は、凹面鏡５１３の曲率と、投影装置３から凹面鏡５１３までの距離および凹面鏡５１３から前面２１１までの距離の合計とによって異なる。

【0037】

平面鏡５１１と、凸面鏡５１２と、凹面鏡５１３の組み合わせや、曲率が異なる複数の凸面鏡５１２の組み合わせや、曲率が異なる複数の凹面鏡５１３の組み合わせなどを、複数の反射板５１として用いることで、それぞれの前面２１１のうちの、映像Ｉが投影される範囲Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３の幅を調節することができる。一例として、投影装置３から複数の棚板２１の前面２１１のそれぞれまでの距離に応じて異なる曲率を有する複数の凹面鏡５１３を複数の反射板５１として用いることで、それぞれの前面２１１に部分映像Ｉ１、Ｉ３が投影される範囲のＹ方向における長さを均一化することができる。その結果、投影装置３が投影する映像Ｉが有する解像度を、より有効に活用することができる。

【0038】

以上、発明者によってなされた発明を実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。また、実施形態に説明したそれぞれの特徴は、技術的に矛盾しない範囲で自由に組み合わせることが可能である。

【符号の説明】

【0039】

１ 作業支援システム
２ 物品棚
２１ 棚板
２１１、２１１Ａ、２１１Ｂ 前面（スクリーン）
２２ 物品箱
２３ 天板
３ 投影装置
３０、３０Ａ、３０Ｂ 出射光
４ 固定装置
５ 反射装置
５０、５０Ａ、５０Ｂ、５０１、５０２、５０３ 反射光
５１、５１Ａ、５１Ｂ 反射板
５１１ 反射板（平面鏡）
５１２ 反射板（凸面鏡）
５１３ 反射板（凹面鏡）
５２ 角度調整装置
８ 床
９ 使用者
Ｄ０Ａ、Ｄ０Ｂ 投影範囲
Ｄ１Ａ、Ｄ１Ｂ スクリーン範囲
Ｄ１ＡＢ スクリーン間隔
Ｄ１２ 投影範囲間隔
Ｉ 映像
Ｉ１、Ｉ２ 部分映像
ＰＡ、ＰＢ 部分投影映像
ＲＡ、ＲＢ 回転方向
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３ 部分投影範囲
Ｗ１、Ｗ２ 部分映像幅
Ｗ１２ 部分映像間隔

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】