特開 2024-76989 不安定な物体を認識するためのシステム

(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】P2024076989

(43)【公開日】2024-06-06

(54)【発明の名称】不安定な物体を認識するためのシステム

(51)【国際特許分類】

   B65G 43/08 20060101AFI20240530BHJP

【ＦＩ】

B65G43/08 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】18

【出願形態】ＯＬ

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2023195999

(22)【出願日】2023-11-17

(31)【優先権主張番号】102022000024303

(32)【優先日】2022-11-25

(33)【優先権主張国・地域又は機関】IT

(71)【出願人】

【識別番号】516240488

【氏名又は名称】フィーブス イントラロジスティクス ソチエタ ペル アツィオニ

(74)【代理人】

【識別番号】100099759

【弁理士】

【氏名又は名称】青木 篤

(74)【代理人】

【識別番号】100123582

【弁理士】

【氏名又は名称】三橋 真二

(74)【代理人】

【識別番号】100092624

【弁理士】

【氏名又は名称】鶴田 準一

(74)【代理人】

【識別番号】100114018

【弁理士】

【氏名又は名称】南山 知広

(74)【代理人】

【識別番号】100153729

【弁理士】

【氏名又は名称】森本 有一

(72)【発明者】

【氏名】フィリッポ ガレッティ

【テーマコード（参考）】

3F027

【Ｆターム（参考）】

3F027AA02

3F027CA01

3F027DA00

3F027EA09

3F027FA11

3F027FA17

(57)【要約】

【課題】不安定な物体を認識するためのシステムを改良する。
【解決手段】コンベヤ１０上に置かれた不安定な物体を認識するためのシステムにおいて、搬送される物体２の底面の形状を検出するために設計された、底面を検出するための手段３を備える、システム。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

コンベヤ（１０）上に載置されて搬送される不安定な物体を認識するためのシステムにおいて、
前記システムは、搬送される物体（２）の底面の形状を検出するために設計された、底面を検出するための手段（３）を備える、システム。

【請求項2】

前記コンベヤ（１０）は２つの搬送モジュール（１１）を有し、物体（２）が前記２つの搬送モジュール（１１）の間を移動しかつ前記２つの搬送モジュール（１１）の間において分離空間（Ｓ）が形成されており、前記検出手段（３）は、前記物体（２）が一方の前記搬送モジュール（１１）から他方の前記搬送モジュール（１１）へ通過する間に搬送される前記物体（２）の支持面（２００）の３次元構成を検出するように、前記コンベヤ（１０）の下かつ前記分離空間（Ｓ）に対向して位置する、請求項１に記載のシステム。

【請求項3】

１つ又は複数の前記搬送モジュールが、ループ状に閉じたモータ駆動ベルト（１１）を備える、請求項２に記載のシステム。

【請求項4】

１つ又は複数の前記搬送モジュールが、一連のモータ駆動ローラを備える、請求項２に記載のシステム。

【請求項5】

前記システムは、前記底面を検出するための手段（３）に接続された処理ユニット（４）を備え、かつ、前記システムは、上側の取得手段によって検出される底部を表す１つ以上の平坦底部面を画定するように構成された下側の形状を有するモジュール（４１）を備える、請求項１～４のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項6】

前記システムは、搬送された前記物体の全体の形状に関するパラメータを検出するために設定された上側の取得手段（５）を備える、請求項１～５のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項7】

前記処理ユニット（４）は、前記上側の取得手段（５）に接続されており、前記処理ユニット（４）は、前記上側の取得手段によって検出された物体の全体の下方から又は上方から見た輪郭を表す平坦面全体を画定するように構成された上側の形状モジュール（４２）を備える、請求項５又は６に記載のシステム。

【請求項8】

前記処理ユニット（４）は、少なくとも前記平坦底部面から始まるいくつかの形状パラメータを取得するように構成されており、
前記処理ユニット（４）は、それぞれの前記いくつかの形状パラメータの内の１つ又は複数が相対的な予め定めた識別閾値より大きいか小さいかの事実に応じて、検出された物体が安定であるか不安定であるかを判定するように構成された分類モジュール（４００）を備える、請求項５～７のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項9】

前記処理ユニット（４）が、前記平坦底部面の面積と前記平坦面全体の面積との比に関する第１の形状パラメータを計算するように構成された割合モジュール（４３）を備える、請求項７又は８に記載のシステム。

【請求項10】

前記処理ユニット（４）が、前記平坦底部面の最小外接矩形（２１）と前記平坦面全体の最小外接矩形（２２）を画定するように構成された輪郭形成モジュール（４４）を備えている、請求項７～９のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項11】

前記処理ユニット（４）が、前記平坦底部面の前記最小外接矩形（２１）の幾何学的中心（Ｃ１）と、前記平坦底部面全体の前記最小外接矩形の幾何学的中心（Ｃ２）とを決定するように構成された心合わせモジュール（４５）を有している、請求項１～１０のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項12】

前記処理ユニット（４）が、前記幾何学的中心（Ｃ１）と前記幾何学的中心（Ｃ２）の間の距離を計算するように構成された距離モジュール（４５１）を有している、請求項１１に記載のシステム。

【請求項13】

前記処理ユニットは、前記平坦面全体の前記最小外接矩形（２２）の最短辺の長さを決定し、前記心合わせモジュールによって決定された２つの中心間の前記距離と前記最短辺の前記長さとの間の比に関する第２の形状パラメータを計算するように構成されている中心比モジュール（４６）を備える、請求項１２に記載のシステム。

【請求項14】

前記処理ユニットが、前記最小外接矩形（２１、２２）のそれぞれにおいて、それぞれの長さ及び相対的な幅にそれぞれ平行でありかつそれぞれの中心（Ｃ１、Ｃ２）から延びてそれぞれの周囲で終端する、２つの軸線（２４、２５、２６、２７）を識別するための軸線識別モジュール（４７）を備える、請求項１０～１３のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項15】

前記処理ユニットは、前記平坦面全体の最小外接矩形（２２）に角度的に最も近い、軸線の長さを有する、平坦底部面の最小外接矩形（２１）のそれぞれの軸線の長さの間の比に関する、第３の形状パラメータ及び第４の形状パラメータを計算するように構成されている軸線比モジュール（４８）を有している、請求項１４に記載のシステム。

【請求項16】

前記処理ユニットは、検出される物体の全体の高さと、前記平坦底部面の最小外接矩形（２１）の最短辺との比に関する第５の形状パラメータを計算するように構成されている、垂直性モジュール（４９）を有している、請求項１０～１５のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項17】

前記分類モジュールは、
前記平坦面全体の面積に対する前記平坦底部面の面積のパーセント値に対応する、第１の形状パラメータが、第１の識別閾値以下であることと、
前記心合わせモジュールによって決定された２つの中心間の距離と、前記平坦面全体の最小外接矩形（２２）の最短辺の長さとの間の比に対応する、第２の形状パラメータが、第２の識別閾値以下であることと、
前記平坦面全体の最小外接矩形に角度的に最も近い軸線の長さを有する、前記平坦底部面の最小外接矩形（２１）の前記軸線のそれぞれの長さの間の比に対応する、第３の軸線方向パラメータ及び第４の軸線方向パラメータが、それぞれ、第３の識別閾値及び第４の識別閾値以下であることと、の内のいずれか１つ以上が検証された場合に検出された物体を不安定として分類するように構成されている、請求項８、９、１３及び１５に記載のシステム。

【請求項18】

前記分類モジュールは、検出された物体の全体の高さと、前記平坦底部面の最小外接矩形（２１）の最短辺との比に対応する、第５の形状パラメータが、第５の識別閾値以上であるという条件が存在する場合に、検出された物体を不安定であるとして分類するように構成されている、請求項１６及び１７に記載のシステム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、コンベヤによって移動する不安定な物体を認識するためのシステムに関する。

【0002】

詳細には、本発明は、仕分装置上を搬送された不安定な物体を認識するためのシステムに関する。

【背景技術】

【0003】

郵便、搬送、物流の分野では、出発点から目的地へ移動させる必要のある物体を仕分するシステムが特に重要である。

【0004】

上記システムは、主搬送ラインを備え、主搬送ラインは、仕分される物体の質量を受けてそれらを種々の二次ラインに適切に分布させ、次に、二次ラインは、それらを個々の物体が意図されている分布ステーションに搬送する。

【0005】

物体は、連続して配置されうるいくつかのコンベヤベルト又はローラ上に載置されて搬送され、二次ラインが分岐する上述の主搬送ラインを形成する回路を形成する。

【0006】

ｅコマースの成功によって、仕分装置が扱わなければならない不安定な物体の数のかなりの増大をもたらした。

【0007】

実際、宅配便は、現在、財布から家電製品まで、非常に広範囲の製品を購入者に配送するために使用されており、これは、仕分装置の製造及び使用における標準化基準の使用が効果的でないことを意味する。

【0008】

この文脈における「不安定な物体（unstable object）」という語は、仕分装置上で搬送中に転倒し、それら又は他の隣り合う物体を仕分するための動作を妨げ、又は、コンベヤ外に落ちることさえある物体を意味する。例えば、コンベヤベルト上に垂直に配置された長円形（楕円形）の物体は、空間内で占有される空間に対して支持底部が比較的狭く、重心が底部に近接して位置しないため、不安定な状態にある。同じように、概ね凸状を有する物体は、コンベヤと接触する面が少なくなるため、あまり安定しない。

【0009】

不安定な物体の正しい管理は、第一に、不安定な物体の認識、すなわち、仕分された物体の一般的性質に関する不安定な物体の識別を必要とする。

【0010】

現在、不安定な物体の認識は、物体の形状を決定し、それぞれの重心の位置を決定しようとすることにより実行されている。この目的のために、仕分装置は、搬送される物体の形状をチェックするスキャナと、重量を決定するためのスケールとを備えている。

【0011】

従来技術の認識システムは有用であるが、それらの有効性は、部分的なものに過ぎず、仕分システムの管理者が、不安定な物体についての人間の非自動の認識に責任を負う人的な使用を著しく減らすことができないことが示されている。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0012】

本発明の基礎をなす技術的目的は、従来技術の上述の欠点を克服することができる不安定な物体を認識するためのシステムを提案することである。

【課題を解決するための手段】

【0013】

本技術的目的は、添付の特許請求の範囲に従って作られたシステムによって達成される。

【0014】

本発明のさらなる特徴及び利点は、添付図面に図示されるような、認識システムの好適であるが排他的ではない実施形態の非限定的な説明において、より明白である。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】図１は、本発明によるシステムが設置され得る仕分システムの不等角投影図である。

【図2】図２は、本発明によるシステムに含まれる、搬送される物体の底部の形状を検出するためのシステムに関連するコンベヤの概略側面図である。

【図3】図３は、検出される物体及びその底部の形状の処理の模式図である。

【図4】図４は、検出される物体及びその底部の形状の処理の模式図である。

【図5】図５は、検出される物体及びその底部の形状の処理の模式図である。

【図6】図６は加工物体の処理の模式図であり。

【図7】図７は処理ユニットの図である

【発明を実施するための形態】

【0016】

前記図面を参照すると、参照番号１は、本発明による、不安定な物体を認識するためのシステムを備える仕分システムを示す。

【0017】

提案したシステムは、一般的なコンベヤ１０上に載置されて搬送される不安定な物体を、その物体が位置するシステムの種類にかかわらず、認識するように設計されていることに留意されたい。

【0018】

しかしながら、以下では、説明を簡単にするために、識別システムが仕分装置１に使用される特定の場合を参照することにするが、これもまた、従来技術に関する説明で記載されたものと同様としうる。

【0019】

前記コンベヤ１０は、複数の搬送モジュール１１を有することができ、この搬送モジュール１１上に仕分されるべき物体２が移動し、これら搬送モジュール１１が連続して配置されて経路を形成し、この経路は、例えば、ループ状であるか又は別の構成を有しうる。

【0020】

搬送モジュールは、各々、ループ状に閉じられかつ２つのリンク装置又は一連のモータ駆動ローラの間で摺動可能である、モータ駆動ベルト１１を備えうる。

【0021】

以下に、各々のモジュール１１がモータ駆動コンベヤによって規定される特定のケースについて言及する。

【0022】

搬送される物体２の各々は、ベルト１１上に載置されて担持されており、したがって、ベルト１１０の上面と接触する面である支持面を底面において画定する支持底部２０を有する。

【0023】

本発明の重要な一態様によれば、認識システムは、コンベヤ１０上で搬送される物体２を支持するための底部２０の、少なくとも１つの形状、特に少なくとも１つの輪郭を検出するように構成された、底部を認識するための手段３を備える。底部を認識するための手段３を図２に概略的に示す。図１の例において、底部を認識するための手段３はハウジングＣに収容されている。

【0024】

実際には、上述の底部を認識するための手段３を用いることによって、本発明は、検出された各物体２の底部面の二次元形状、すなわち上述の底部２０の二次元形状を取得することができる。

【0025】

この取得を処理することにより、提案されたシステムは、コンベヤ１０上の搬送中に、検出された物体２が、充分な安定性を可能にするのに適した底部を有するか否かを確立することができる。

【0026】

また、底部を認識するための手段が、底部の三次元構成を決定するのに適していることも可能である。

【0027】

好ましくは、底部を認識する上述の手段は、レーザタイプ、例えば、Ｗｅｎｇｌｏｒ社の銘柄や他の類似製品などのレーザプロファイルセンサとしうる、１つ又は複数の走査装置３を備える。

【0028】

本発明の特定の実施形態によれば、コンベヤ１０の一方のモジュール１１と他方のモジュール１１との間に、例えば２つのベルト１１の間に、分離空間が形成される。このとき、底部を認識するための手段３は、１つのモジュール１１から別のモジュール１１へと通過する間に搬送される物体２の底部の形状を検出するように、コンベヤ１０の下方にかつ２つのモジュール１１の間の分離空間に向いて位置しうる（図２参照）。

【0029】

より詳細には、図２は、検出手段がプロファイルセンサ３を備え、レーザビーム３１の方向とセンサ３の受光器の視角３２の両方を示す場合の例を示す。

【0030】

底部を認識するための手段の可能な動作によれば、物体の底部の走査は、予め定めた高さの深さで実行され、その垂直範囲で検出されたものは、取得され、物体の底部とみなされるが、走査の深さ限界を超えるものは取得されず、したがって、物体の底面又は底部とはみなされない。

【0031】

本発明の好ましい実施形態によれば、システムは、また、搬送された物体の全体の形状に関するパラメータを検出するように設定された上側の取得手段５を備える。

【0032】

図１の例によれば、上側の取得手段５は、上述のハウジングＣの下流に配置されている。

【0033】

より詳細には、上側の取得手段５は、少なくとも検出された物体の上方又は下方から見られる形状を取得するように設定される。

【0034】

より具体的には、上側の取得手段は、図１に示されているもののようなフォトセルバリア５、又は、レーザシステム、又は、当該目的に適した他の装置を有しうる。

【0035】

さらに、上側の取得手段は、各物体２の高さ、厚さ及び長さを検出するように設計することもできる。

【0036】

好ましくは、本発明によるシステムは、底部を認識するための手段３及び上側の取得手段５に接続された、処理ユニット４であって、底部を認識するための手段３によって検出される底部を表わす少なくとも平坦底部面を画定するように構成された下側の形状モジュール４１を有している、処理ユニット４を有している。より詳しくは、例えばベルト１１のコンベヤ１０の上面１１０と、底部を認識するための手段３との間の距離などの、仕分装置１の幾何学的パラメータを処理ユニット４に与えることによって、上記の処理を得ることができる。上記の情報は、例えば、処理ユニット４内に存在するメモリモジュール４０に記録されうる。

【0037】

実際には、上述の平坦な底部面は、検出された物体の底部の三次元表現である。例えば、底部が中央に凹部を有する矩形の表面、すなわち、矩形の周囲を有する凹面上でベルトと接触する場合、平坦面は矩形のループとなる。

【0038】

一般的に言えば、本記載において、処理ユニット４は、その機能を明瞭かつ完全に記載するためにのみ別々の機能モジュールに細分されて提示されることに留意されたい。

【0039】

実際には、処理ユニット４は、記載された機能を実行するように適切にプログラムされた、同じくこのタイプのシステムに一般的に存在するタイプの、単一の電子装置によって構成され得、種々のモジュールは、プログラムされた装置の一部を形成するハードウエアユニット及び／又はソフトウエアルーチンに対応し得る。

【0040】

これに代えて又はこれに加えて、前記の機能モジュールが分散可能な複数の電子装置によって機能を実行することができる。

【0041】

一般的に言えば、処理ユニット４は、メモリモジュールに含まれる命令を実行するための１つ又は複数のマイクロプロセッサ又はマイクロコントローラを有し得、前記の機能モジュールは、また、それらが存在するネットワークのアーキテクチャに基づいて、複数のローカル又はリモート計算機上に分散され得る。

【0042】

好ましくは、処理ユニット４は、上側の取得手段により検出された物体の全体の下方から又は上方から見た輪郭を表す平坦面全体を画定するように構成された上側の形状モジュール４２を有している。

【0043】

実際には、平坦面全体は、下方又は上方から見た物体の輪郭の水平面上の表現を構成する三次元表面である。

【0044】

さらに、処理ユニット４は、平坦な底部及び平坦面全体から始まる形状パラメータを得るように構成することができ、それぞれの形状パラメータのうちの１つ又は複数が相対的な予め定めた識別閾値より大きいか又は小さいという事実に応じて、検出された物体が安定しているか不安定であるかを判定するように構成された分類モジュール４００を備えうる。

【0045】

以下に、この記載及びこれを取得するために設計された処理ユニット４のモジュールに基づいて、形状パラメータの具体的な例を説明する。

【0046】

処理ユニット４は、平坦底部面の面積と平坦面全体の面積の比に関する第１の形状パラメータを計算するように構成された割合モジュール４３を有しうる。より詳細には、割合モジュール４３は、例えば、前記の２つの表面積の間の割合を算出することができる。さらに詳細には、第１の形状パラメータは、好ましくは、平坦面全体の面積に関する平坦底部面の面積のパーセント値である。

【0047】

さらに、好ましくは、処理ユニット４は、平坦底部面の最小外接矩形２１及び平坦面全体の最小外接矩形２２を画定するように構成された輪郭形成モジュール４４を有している（図３参照）。

【0048】

処理ユニット４は、平坦底部面の前記最小外接矩形２１の幾何学的中心Ｃ１と、平坦面全体の前記最小外接矩形２２の幾何学的中心Ｃ２とを決定するように構成された心合わせモジュール４５をさらに備えうる。このとき、処理ユニット４は、また、前記の幾何学的中心Ｃ１と幾何学的中心Ｃ２の間の距離を計算するように構成された距離モジュール４５１を有しうる。

【0049】

さらに、処理ユニットは、平坦面全体の前記最小外接矩形２２の最短辺２３の長さを決定し、心合わせモジュールによって決定された２つの中心間の前記距離と前記最短辺２３の長さとの間の比に関する第２の形状パラメータを計算するように構成された中心比モジュール４６を備える。

【0050】

処理ユニットは、また、前記最小外接矩形のそれぞれにおいて、それぞれの中心Ｃ１、Ｃ２から延びてそれぞれの周囲で終端する、それぞれの長さ及び相対幅にそれぞれ平行な２つの軸線２４、２５、２６、２７を識別するための軸線識別モジュール４７を備えうる。

【0051】

したがって、処理ユニットは、平坦面全体の最小外接矩形２２に角度的に最も近い軸線の長さを有する、平坦底部面の最小外接矩形２１の上述の軸線２４、２５、２６、２７のそれぞれの長さ間の比に関する、第３の形状パラメータ及び第４の形状パラメータを計算するように構成された軸線比モジュール４８を有しうる。

【0052】

処理ユニットは、検出された物体の全体の高さＨと、平坦底部面の最小外接矩形２１の最短辺との間の比に関する第５の形状パラメータを計算するように構成された垂直性モジュール４９をさらに有しうる。

【0053】

より具体的には、処理ユニットは、また、検出される物体の最小限の外接プリズム(prism)２７を画定するための包装モジュール４９１を有しうる。このとき、垂直性モジュールで測定される物体の全体の高さは、前記最小外接プリズム２７の高さＨとしうる。

【0054】

本発明の好ましい実施形態によれば、前記分類モジュールは、
平坦面全体の面積に対する平坦底部面の面積のパーセント値に対応する第１の形状パラメータが、第１の識別閾値以下であるという条件と、
心合わせモジュールによって決定される２つの中心間の距離と平坦面全体の最小外接矩形２２の最短辺の長さとの間の比に対応する第２の形状パラメータが、第２の識別閾値以下であるという条件と、
平坦面全体の最小外接矩形に角度的に最も近い軸線の長さを有する、平坦底部面の最小外接矩形２１の前記各軸線の長さ間の比に対応する、第３の軸線方向パラメータ及び第４の軸線方向パラメータは、それぞれ、第３の識別閾値及び第４の識別閾値以下であるという条件と、
検出された物体の全体の高さと平坦底部面の最小外接矩形２１の最短辺との比に対応する第５の形状パラメータが第５の識別閾値以上であるという条件のうち少なくとも１つが検証された場合に、検出された物体を不安定として分類するように構成されている。

【0055】

例えば、第１の識別閾値が２０％に等しく、第２の識別閾値が４０％に等しく、第３の識別閾値及び第４の識別閾値が８０％に等しく、第５の識別閾値が１２０％に等しくしうる。

【0056】

実際には、本発明による認識システムを備えた仕分装置内で移動する物体のそれぞれの形状は、検出手段によって取得され、それによって、処理ユニットは、それぞれの予め定めた閾値と比較される複数のパラメータを得て、「安定」及び「不安定」として物体の自動分類を得る。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【外国語明細書】