特許 7220621 動的パレット寸法測定－フォークリフト車体重量引き

(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】

(24)【登録日】2023-02-02

(45)【発行日】2023-02-10

(54)【発明の名称】動的パレット寸法測定－フォークリフト車体重量引き

(51)【国際特許分類】

   G01B 11/24 20060101AFI20230203BHJP

   B66F 9/24 20060101ALI20230203BHJP

【ＦＩ】

G01B11/24 Z

B66F9/24 P

【請求項の数】 10

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2019095772

(22)【出願日】2019-05-22

(65)【公開番号】P2019207230

(43)【公開日】2019-12-05

【審査請求日】2022-01-06

(31)【優先権主張番号】18174220.6

(32)【優先日】2018-05-25

(33)【優先権主張国・地域又は機関】EP

(73)【特許権者】

【識別番号】599082218

【氏名又は名称】メトラー－トレド ゲーエムベーハー

【住所又は居所原語表記】Ｉｍ Ｌａｎｇａｃｈｅｒ， ８６０６ Ｇｒｅｉｆｅｎｓｅｅ， Ｓｗｉｔｚｅｒｌａｎｄ

(74)【代理人】

【識別番号】100118902

【弁理士】

【氏名又は名称】山本 修

(74)【代理人】

【識別番号】100106208

【弁理士】

【氏名又は名称】宮前 徹

(74)【代理人】

【識別番号】100120112

【氏名又は名称】中西 基晴

(74)【代理人】

【識別番号】100092967

【弁理士】

【氏名又は名称】星野 修

(72)【発明者】

【氏名】ソレンセン，アイナー

【審査官】國田 正久

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１７－１６７１２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】欧州特許出願公開第０３２０３２６４（ＥＰ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｂ １１／００ － １１／３０

Ｂ６６Ｆ ９／２４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

車両の荷積み先端に保持されている貨物（４９）の寸法測定をする方法であって、該方法は、
前記貨物（４９）を運搬している前記車両（４４）の表面を表す一連の点を含む３次元モデルデータを取得するステップ（Ｓ１１０）と、
前記３次元モデルデータを使用して、前記車両の第１の車輪の基準点の位置を判定するステップ（Ｓ１２０）と、
前記第１の車輪の前記基準点の前記位置に対する分割点（４２）の位置を取得するステップ（Ｓ１３０）と、
前記車両の運転方向を判定するステップ（Ｓ１４０）と、
前記分割点を通過しかつ前記運転方向に垂直な分割面を判定し、前記貨物（４９）を運搬している前記車両（４４）の前記３次元モデルデータから、前記一連の点の中でも前記分割面を境に前記第１の車輪の前記基準点を含む側に位置決めされた点を差し引くことにより、前記貨物の３次元モデルデータを判定するステップ（Ｓ１５０）と、
前記貨物の前記３次元モデルデータの体積を判定するステップ（Ｓ１６０）と、
を含む、方法。

【請求項2】

請求項１に記載の方法において、
前記第１の車輪の前記基準点が、地面に対する前記車両の接触点を識別することによって判定される、方法。

【請求項3】

請求項１または２に記載の方法において、
前記基準点が、前記第１の車輪の質量中心または幾何学的中心である、方法。

【請求項4】

請求項１から３のいずれか一項に記載の方法において、
前記車両が、少なくとも１つの第２の車輪を備えており、
前記第１の車輪が、前記第１の車輪に固有の特徴を識別することにより、前記車両の前記３次元モデルデータにおいて前記少なくとも１つの第２の車輪と見分けられる、方法。

【請求項5】

請求項４に記載の方法において、
前記第１の車輪に固有の前記特徴が、前記第１の車輪の直径または半径に関連する、方法。

【請求項6】

請求項４または５に記載の方法において、
前記車両の前記運転方向が、前記第２の車輪に対する前記第１の車輪の前記位置に従って判定される、方法。

【請求項7】

請求項１から６のいずれか一項に記載の方法において、
前記第１の車輪の前記基準点の前記位置に対する前記分割点（４２）の前記位置が、
前記フォークリフトトラック（４４）のまたは前記フォークリフトトラック（４４）に関連付けられたタイプの識別情報を取得するステップと、
前記識別情報に従って、前記第１の車輪の前記基準点の前記位置に対する前記分割点（４２）の前記位置を判定するのに必要な関係性情報をメモリから取得するステップと、
によって取得される、方法。

【請求項8】

車両（４４）の荷積み先端に保持されている貨物（４９）の寸法を測るように配置された、請求項１から７のいずれか一項に記載の方法を実行するための寸法測定システム（４０）において、該寸法測定システム（４０）は、
前記貨物（４９）を運搬している前記車両（４４）の表面を表す一連の点を含む３次元モデルデータを決定するように構成されたスキャナユニット（４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄ）と、
処理装置（３０）と、
を備えており、前記処理装置（３０）は、
前記３次元モデルデータを使用して、前記車両の車輪の基準点の位置を判定し、
前記車輪の前記基準点の前記位置に対する分割点（４２）の位置を取得し、
前記車両の運転方向を判定し、
前記分割点を通過しかつ前記運転方向に垂直な分割面を判定し、前記貨物（４９）を運搬している前記車両（４４）の前記３次元モデルデータから、前記一連の点の中でも前記分割面を境に前記車輪の前記基準点の前記位置を含む側に位置決めされた点を差し引くことにより、前記貨物の３次元モデルデータを決定し、
前記貨物の前記３次元モデルデータの体積を判定する
ように構成されていることを特徴とする、寸法測定システム（４０）。

【請求項9】

プログラムがプロセッサによって実行されたときに請求項１から７のいずれか一項に記載の方法の実施をもたらすための命令を含んでいるコンピュータプログラム。

【請求項10】

保存された情報が情報保存手段から読み出されてプロセッサによって実行されたときに請求項１から７のいずれか一項に記載の方法の実施をもたらす命令一式を含んでいるコンピュータプログラムを保存するための情報保存手段。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

[0001]本発明は、貨物運送または小口トラック貨物クロスドッキング環境（ｌｅｓｓ－ｔｈａｎ－ｔｒｕｃｋｌｏａｄ ｃｒｏｓｓ ｄｏｃｋｉｎｇ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ）において車両上で運搬されている小包、枠箱、パレットなどの貨物を動的に寸法測定するための方法およびシステムに関する。この文脈において、「寸法測定」という用語は、例えば輸送費用および保管費用を査定するために貨物が占める体積を判定するプロセスを意味する。寸法測定システムは、この寸法測定プロセスを自動的に行う装置である。

【背景技術】

【0002】

[0002]寸法測定システムの概念は、輸送費用は対象物の重量に基づくだけではなく倉庫内でまたは航空機、船舶、鉄道車両、もしくはトラック（運搬車）などの運搬手段上で占める空間の大きさを計上するために対象物の寸法にも基づいて決定されるべきであるという考えによるものである。実際にはこれは、貨物が、秤で計量されることに加えて、輸送する対象物の長さｌ、幅ｗ、および高さｈと輸送会社によって設定された密度係数Ｄとに基づく体積重量（ｖｏｌｕｍｅｔｒｉｃ ｗｅｉｇｈｔ）またはキューブ重量（ｃｕｂｅ ｗｅｉｇｈｔ）としても知られているそれらのいわゆる容積重量（ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ ｗｅｉｇｈｔ）を判定するために、手動でまたは自動化された寸法測定装置を用いて測定されることを意味する。輸送のための対象物を受け入れるときに、その容積重量Ｗ_ｄｉｍ＝ｌ×ｗ×ｈ×Ｄとその（対象物を秤で計量することによって判定された）実重量とが比較され、輸送価格は、２つの重量値のうちの大きい方に基づく。このことに関する論理的根拠は、大きな体積を占める軽量の品物は、品物のコンパクトな梱包ならびに運搬車両上および保管施設内での利用可能な貨物スペースの効率的な使用を促進するために、重量に基づくよりもむしろ占有する空間の量に従って価格が付けられるべきであるということである。

【0003】

[0003]対象物は、送り主から受取人への過程で、それらが１つの運搬車両から別の運搬車両に移される分配ハブを数カ所通過することが多く、これは、航空機、船舶、鉄道、トラック、コンベヤ、およびフォークリフト車両を含む様々な輸送モードを含み得る。各移送において、積み過ぎの危険性を回避すると同時に利用可能な貨物スペースを最適に使用するために、対象物の寸法、またしばしばそれらの重量が判定される。

【0004】

[0004]対象物の容積重量は、手動で採寸してそのデータをコンピュータシステムに入力することによって判定され得、これは、郵便機関および小包輸送会社の小店舗で一般に使用される手続きである。しかし、多くの発送品が顧客に見えないところで速いペースで処理される大規模施設では、そのような手動による方法は間違いを起こしやすく、顧客に相当代価以上の請求をするかまたは相当代価以下の請求をする結果をもたらし得る。この問題に応えて、分配施設および倉庫において対象物の容積重量を判定するために、レーザ測距システムおよびレーザ走査システムを含む様々な方法および解決策が開発されてきた。

【0005】

[0005]ＥＰ３２０３２６４Ａ１が一例として挙げられ得る、移動している車両上で運搬されている対象物の容積重量を動的に測定するように適合された現況技術の寸法測定システムは、一般に複数のスキャナを含み、スキャナのそれぞれは、１つのコンパクトなスキャナユニットの内部に配置されたレーザ光源、偏向デバイス、および光受信機を有する。光源によって放射された変調レーザビームは、レーザビームの入射点が走査線に沿って対象物の表面上を移動するように、偏向ユニットにより扇様で対象物上を掃引される。対象物から戻ってくる反射光は、光センサ上に光学的に集束される。別々の時点において、放射光と受信光との間の時間遅延または位相ずれに基づき、光が移動した距離が計算される。移動距離は、その同じ時点におけるレーザビームの公知の空間方向と一緒に、対象物表面上の入射点の位置が空間座標系において判定されることを可能にする。寸法測定システムの１つまたは複数のスキャナによりこのようにして判定された表面点全体は、対象物表面の３次元仮想モデルを表すいわゆる点群に構築され得る。この３次元モデルから、長さｌ、幅ｗ、および高さｈ、したがって容積重量Ｄが、任意の対象物に対して、その形状およびスキャナに対するその向きに関係なく判定され得る。目標物体から戻ってくる光の位相ずれまたは時間遅延を判定すること、および調査中の対象物の表面輪郭を計算することに加えて、レーザ測距器は、容積重量システムで使用されるものを含めて、戻ってくる光の強度をも測定する。強度データは、強度レベルに対応する単色調での３次元仮想モデルの表面に色合いを付けるためにも使用され得る。すると、色合いを付けられた３次元表面モデルに基づき、スキャナ光線（ｓｃａｎｎｅｒ ｒａｙ）にさらされた対象物の任意の視角からのグレースケール画像が、要求に応じて合成され得る。

【0006】

[0006]典型的な構成では、現況技術の寸法測定システムは、フォークリフトトラックによって通過される経路に沿って倉庫内に配置される。スキャナは、フォークリフトトラックの経路に沿って様々な位置に取り付けられる。すなわち、スキャナは、フォークリフトトラックの速度および方向を取得するために、倉庫の天井から吊り下げられて経路の両側に取り付けられ、また、フォークリフトトラックによって運ばれるパレットおよび貨物の高さを測定するために、倉庫の床に近い経路の片側に取り付けられる。寸法測定システムによって集められた情報は、トラックおよび貨物に対する３次元モデルデータを確立する働きをする。現況技術の画像処理技法を使用すると、フォークリフトトラックの他にスキャナによって記録された倉庫周囲の任意のものが、３次元モデルから除去され得る。次いで、様々な視角からの２次元画像が作り出されて、貨物の容積重量を算出するために使用される。

【0007】

[0007]上述の現況技術の寸法測定システムでは、貨物の容積重量を正確に判定するための１つの重要な観点は、フォークリフトトラックに相当する領域と貨物に相当する領域との効果的な分離－車体重量引き（ｔａｒｉｎｇ）と呼ばれるプロセス－を達成することである。

【0008】

[0008]１つの解決策は、公知の構成によれば、フォークリフトトラック上および／またはパレット上に、例えばトラックのタワーの特定の位置上に、マーカまたは反射体を付けることにある。マーカの位置によって識別されたトラックに対応する３次元モデルのオブジェクトが、除去される。このプロセスの最後には、３次元モデルは、貨物にのみ関連する。しかし、必要な識別マークを各フォークリフトトラックに備え付けるために、設置段階が必要とされる。そのような訳で、この解決策は、車両が定期的に交換される状態で車隊が何百台ものトラックを含み得る大施設にとっては、実際的ではない。

【0009】

[0009]例えば特許文献米国特許出願公開第２０１８／００５３３０５Ａ１号で説明されている別の公知の解決策は、フォークリフトトラックおよびパレットの取込み画像の色解析に基づく。例えば、フォークリフトトラックに関連する色範囲に含まれた色を有している取込み画像の画素が除去される。しかし、この解決策は、実際の状況ではかなり限定的であるがフォークリフトトラックの色にあまりにも似た色の表面を貨物が示す場合、信頼性がない。さらに、この解決策はまた、良好な水準の一貫性および精度で色を識別することができる走査装置の使用を必要とする。これは、実際の典型的な貨物運送環境では、走査装置に対するトラックの相対位置が一定ではなく、また、照明条件が大きく異なる可能性があり、鏡面反射またはクロスカラー汚染（ｃｒｏｓｓ－ｃｏｌｏｒ ｃｏｎｔａｍｉｎａｔｉｏｎ）のようないくつかの不利な光学的現象が生じる可能性があるためである。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0010】

【文献】ＥＰ３２０３２６４Ａ１

【文献】米国特許出願公開第２０１８／００５３３０５Ａ１号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0011】

[0010]したがって、車両の修正を必要とすることなく、または貨物の色または形態に関する何らかの前提に基づくことなく、貨物運送または小口トラック貨物クロスドッキング環境において効率的に配備されるように適合された、前述の車両上で運搬されている貨物を確実に寸法測定するための手段を提供することが、依然として望ましい。

【課題を解決するための手段】

【0012】

[0011]この目的は、独立請求項１に記載の方法によって満たされる。この方法の詳細およびさらなる発展態様は、従属請求項２から７において定義される。この方法を実行するように設計された寸法測定システムが、請求項８において説明される。それを通じてコンピュータ化されたシステムによりこの方法を行うことができるソフトウェアプログラムが、請求項９によってカバーされる。それを通じてコンピュータ化されたシステムによりこの方法を行うことができるコンピュータプログラムを保存するためのサポートが、請求項１０によってカバーされる。

【0013】

[0012]この目的のために、第１の態様によれば、本発明は、車両の荷積み先端（ｃｈａｒｇｉｎｇ ｅｘｔｒｅｍｉｔｙ）に保持されている荷物を寸法測定する方法に関する。貨物は、例えば、１つもしくは複数の小包または枠箱を含む。輸送中、貨物は、典型的には、車両の荷積み先端に位置決めされた載荷装置によって持ち上げられるパレットによって保持される。

【0014】

[0013]典型的な構成では、車両は、フォークリフトトラックであり得る。載荷装置は、オペレータがパレットおよび貨物の垂直運動を制御することができるように、タワー－「マスト」という用語でも表される－に結合されたフォーク－ブレードまたはタインという用語でも表される－を含み得る。載荷装置はまた、オペレータがタワーを傾けてパレットを地面に対して正しい位置に置くことを可能にし得る。地面に対して貨物を傾けることは、具体的には、ブレードを地面に向かって傾けさせる貨物の傾向を補償するのに適しており、かつ／または、水平でない地面上で車両を操縦することを可能にするのに適している。

【0015】

[0014]この文脈において、「寸法測定」という用語は、例えば輸送費用および保管費用を査定するために貨物が占める体積を判定するプロセスを意味する。本発明による方法は、典型的には貨物運送または小口トラック貨物クロスドッキング環境において、車両が移動している間に実行され得る。

【0016】

[0015]方法は、
・ 貨物を運搬している車両の表面を表す一連の点を含む３次元モデルデータを取得するステップと、
・ ３次元モデルデータを使用して、車両の第１の車輪の基準点の位置を判定するステップと、
・ 第１の車輪の基準点の位置に対する分割点の位置を取得するステップと、
・ 車両の運転方向を判定するステップと、
・ 分割点を通過しかつ運転方向に垂直な分割面を判定し、貨物を運搬している車両の３次元モデルデータから、一連の点の中でも第１の車輪の基準点を含む分割面の側とは反対の分割面の側に位置決めされた点を差し引くことにより、貨物の３次元モデルデータを決定するステップと、
・ 貨物の３次元モデルデータの体積を判定するステップと、
を含む。

【0017】

[0016]貨物を運搬している車両の表面を表す３次元モデルデータは、例えば、コンピュータメモリに保存される、一連の点－「点群」または「画素群」という用語でも表される－を含むデータ構造であり、各点は、座標トリプレット（ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅ ｔｒｉｐｌｅｔ）（ｘ、ｙ、ｚ）を含む３次元空間において説明される。３次元モデルデータの各点はまた、測定値と関連付けられ得る。測定値は、具体的には、強度値、例えば強度レベルに対応する単色調での車両の表面の色合いの測定値に関連し得る。

【0018】

[0017]３次元モデルデータは、３次元スキャナ、例えば特許出願公開ＥＰ３２０３２６４Ａ１で説明されているようなスキャナから取得され得る。
[0018]したがって、３次元モデルは、３次元モデルデータを提供した測定デバイスによって見られたときの車両の表面を表すものである。並進および回転などの３次元空間における幾何学的変換は、従来の線形代数を使用して、コンピュータメモリ内で３次元モデルに適用され得る。

【0019】

[0019]基準点は、３次元モデルデータを使用して識別され得る第１の車輪の固有の点に関連する。
[0020]運転方向は、本発明による方法を使用して貨物が寸法測定されている間に車両の進路の方向に向けられた３次元空間におけるベクトルによって表され得る。

【0020】

[0021]車両がフォークリフトトラックである典型的な構成では、分割点は、パレットとタワーとの間の接触点に位置し、パレットは、地面に対して実質的に水平にされている。分割点は、パレットが完全にフォークに係合されてもはやそれ以上タワーに近づけられ得ないときに、パレットがタワーに接触するところに位置する。

【0021】

[0022]フォークリフトトラックが運転方向に従って移動していて、タワーが地面に対して垂直に配向されており、パレットが水平にされている状態では、分割面は、分割点を通過しかつ運転方向に直交する平面と定義され得る。この構成では、分割面は、運転方向においてタワーの正面に位置する。

【0022】

[0023]第１の車輪は、貨物の側とは反対の分割面の側に位置決めされているので、また、分割点と第１の車輪の基準点との間の空間的関係性－特に距離－は、実質的に一定であるので、貨物の３次元モデルデータから第１の車輪の基準点を含む分割面の側とは反対の分割面の側上に位置決めされた点を差し引くことにより、バレットおよび貨物に関連した点だけを含む３次元モデルを取得することが可能になる。

【0023】

[0024]車輪上の基準点を使用して３次元モデルデータのどの部分が貨物に属するのかを識別することにより、本方法は、マーカの付着などの、車両のいかなる事実上の修正も必要としない。さらに、貨物の色および形態に関する前提がなされない。したがって、本方法は、トラックまたは貨物がどのような色であっても正常に機能し、したがって、より強固でもある。具体的には、車輪上の基準点を識別することは、そのような形状の種類を認識するための強固で実績のあるアルゴリズムが利用可能であるので、信頼性が高い。本方法は、車隊が様々なモデル、形状、および色の何百台もの異なるトラックを含み得る大施設において容易に展開され得る。

【0024】

[0025]第１の車輪の基準点は、地面に対する車両の接触点を識別することによって判定され得る。この解決策は、地面に対する接触点が、貨物を運搬している車両の３次元モデルデータにおいてはっきりと目立って識別するのが特に容易な特徴となるので、特に信頼できる。

【0025】

[0026]基準点は、例えば、第１の車輪の質量中心または幾何学的中心である。貨物を運搬している車両の３次元モデルデータにおいて明確な点を識別する容易かつ効率的な方法を提供するために、強固なセグメント化アルゴリズムが使用され得る。

【0026】

[0027]あるいは、基準点は、可視的なマーカまたは第１の車輪の公知の幾何学的部分などの、３次元モデルデータを使用して識別され得る第１の車輪上の公知の認識可能なパターンであってもよい。

【0027】

[0028]車両は、少なくとも１つの第２の車輪を備えることができ、第１の車輪は、第１の車輪に固有の特徴を識別することにより、車両の３次元モデルデータにおいて少なくとも１つの第２の車輪と見分けられる。第１の車輪に固有の特徴を使用することにより、車両の向きまたは車両の幾何形状に関する外部情報を必要とすることなく、第１の車輪と第２の車輪とを区別することができる。第１の車輪に固有の特徴は、例えば、第１の車輪の直径または半径に関連し得る。他の車輪と比較してより大きい直径を有する少なくとも１つの車輪－典型的には、タワーの近くに位置決めされた前輪－を有することはフォークリフトトラックでは一般的なので、第１の車輪の固有の特徴としてこの特徴を使用することは、より複雑な特徴の捜索を必要とすることなく、基準点の位置を識別するための効率的かつ信頼できる解決策を提供する。後輪に対する前輪の位置の知識から、運転方向も推定され得る。したがって、車両の運転方向を判定するのに、外部センサを使用することは必要とされない。

【0028】

[0029]第１の車輪の基準点の位置に対する分割点の位置は、
・ フォークリフトトラックのまたはフォークリフトトラックに関連付けられたタイプの識別情報を取得し、
・ 識別情報に従って、第１の車輪の基準点の位置に対する分割点の位置を判定するのに必要な関係性情報をメモリから取得すること
によって取得され得る。

【0029】

[0030]第１の車輪の基準点の位置に対する分割点の位置を判定するのに必要な関係性情報は、フォークリフトトラックの各モデルに固有のものであるので、前述の関係性情報を保存および取出しすることは、本方法が前述のトラックの修正を少しも必要とすることなくフォークリフトトラックの様々なタイプまたはモデルに適用されることを可能にする。関係性情報は、貨物運送のトラックごとにまたはフォークリフトトラックの類似のモデルごとに段取り段階中に測定されてもよく、また、データベースの記録を追加するために使用されてもよい。

【0030】

[0031]１つの実施形態では、車両は、４つの車輪を備えているフォークリフトトラック（すなわち、フォークリフト運搬車）である。車両の長手方向側面図から考察した結果として、２つの車輪が、３次元モデルデータにおいて識別され得る。この構成では、第１の車輪は、２つの車輪のうちの１つである。前輪と定義され得るフォークリフトトラックのタワーの下に位置決めされた車輪は、車両の長手方向側面図に見られ得る他の車輪よりも小さいものであり得る。有利には、この後者の構成では、第１の車輪は、その減少した直径を考慮すればそれを識別するのが容易であるので、車両の長手方向側面図に見られるように、フォークリフトのタワーの下に位置決めされた前輪であり得る。

【0031】

[0032]別の実施形態では、車両は、３つの車輪を備えているフォークリフトトラックであり、後輪が、前輪に対して車両の後部で中心位置に位置決めされている。車両の長手方向側面図から考察して、前輪は、３次元モデルデータにおいて識別することができ、後輪もまた、たとえそれが前述の長手方向側面図から部分的にのみ可視である場合でも、識別することができる。前輪と定義され得るフォークリフトトラックのタワーの下に位置決めされた車輪は、車両の長手方向側面図に見られ得る他の車輪よりも小さいものであり得る。有利には、この構成では、第１の車輪は、その減少した直径と長手方向側面図におけるその完全な可視性とを考慮すればそれを識別するのが容易であるので、長手方向側面図に見られるようにフォークリフトのタワーの下に位置決めされた前輪であり得る。

【0032】

[0033]第２の態様によれば、本発明はまた、第１の態様による方法を実行するための寸法測定システムに関する。寸法測定システムは、車両の荷積み先端に保持されている貨物の寸法を測るように構成される。寸法測定システムは、貨物を運搬している車両の表面を表す一連の点を含む３次元モデルデータを決定するように配置されたスキャナユニットを備えている。寸法測定システムは、
・ ３次元モデルデータを使用して、車両の車輪の基準点の位置を判定し、
・ 車輪の基準点の位置に対する分割点の位置を取得し、
・ 車両の運転方向を判定し、
・ 分割点を通過しかつ運転方向に垂直な分割面を判定し、貨物を運搬している車両の３次元モデルデータから、一連の点の中でも車輪の基準点を含む分割面の側とは反対の分割面の側に位置決めされた点を差し引くことにより、貨物の３次元モデルデータを決定して、
・ 貨物の３次元モデルデータの体積を判定する
ように構成された処理装置をさらに備えている。

【0033】

[0034]第３の態様によれば、本発明はまた、通信ネットワークからダウンロードされかつ／または媒体上に保存され得るコンピュータプログラムに関する。このコンピュータプログラムは、前述のプログラムがプロセッサによって実行されたときに第１の態様による方法の実施をもたらすための命令を含んでいる。

【0034】

[0035]第４の態様によれば、本発明はまた、情報保存手段に関し、この情報保存手段は、保存された情報が前述の情報保存手段から読み出されてプロセッサによって実行されたときに第１の態様による方法の実施をもたらす一連の命令を含んでいるコンピュータプログラムを保存する。

【0035】

[0036]以下、例および添付の図面への参照を通じて本発明をより詳細に説明する。

【図面の簡単な説明】

【0036】

【図1】本方法を実行するために使用されるレーザスキャナのうちの１つの掃引動作の一例を示す図である。

【図2】動作しているフォークリフトトラック上の対象物を走査するために使用される寸法測定システムのスキャナ配置を示す図である。

【図3】第１の空間的配置におけるフォークリフトトラックを上面から概略的に示す図である。

【図4】第１の空間的配置におけるフォークリフトトラックを側面から示す図である。

【図5】第２の空間的配置におけるフォークリフトトラックを上面から概略的に示す図である。

【図6】本発明による方法の流れ図である。

【図7】第３の空間的配置におけるフォークリフトトラックを側面から概略的に示す図である。

【図8】地面に対するパレットの傾きを補償するために回転された第３の空間的配置におけるフォークリフトトラックの３次元モデルを側面から概略的に示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0037】

[0037]本発明の基礎となる技術は、参照により本明細書に組み込まれている特許出願公開ＥＰ３２０３２６４Ａ１で説明されている。
[0038]図１は、本発明の方法を実行するために使用され得るタイプのレーザスキャナ１を概略的に示す。その主な構成要素は、変調レーザ放射線の平行ビーム３の放射源２、平行ビーム３を対象物７にわたって扇形のスイープ６で移動させるための動的ビーム偏向器４、５（対象物７は、静止していても移動していてもよい）、および、対象物７から反射された放射線を受け取ってそれを電気信号に変換するための放射線センサ８（ここでは放射源／受信機ユニット２、８の組合せで配置されている）である。

【0038】

[0039]レーザビーム３は、放射源２を離れた後、６角形ミラープリズム４に接触し、この６角形ミラープリズム４は、図１の構成では、垂直軸線９を中心として回転し、かつ、レーザビーム３に水平面での連続的な扇様の掃引を実行させる。本明細書では水平軸線１０を中心として旋回する平面ミラー５の形態である第２の偏向器５が、掃引するレーザビーム３を対象物７の領域内へ偏向させる。ミラー５の旋回運動の結果として、レーザビーム３の反射したスイープ１１は、レーザビーム３のスイープと旋回運動の組合せにさらされる対象物７の表面がスキャンによって捕らえられ得るように、同様に前後に旋回する。しかし、本明細書において説明されかつ例示されたスイープ／旋回運動の組合せと同様に、偏向機構４、５は、スキャナ機構の実例としてのみ意図されたものであり、また本発明の制限として解釈されるべきではないことが、留意されるべきである。

【0039】

[0040]図２は、フォークリフトトラック（すなわち、フォークリフト運搬車）４４によって通過される経路４５に沿って倉庫内に配置された寸法測定システム４０を示す。寸法測定システム４０は、処理装置３０をさらに備えており、この処理装置３０は、典型的には、本発明による方法を実施するように適合されまた具体的には以下で説明されるように貨物の体積を判定するように適合された、コンピュータシステムまたは内蔵された専用ハードウェアプラットフォームである。

【0040】

[0041]典型的には、フォークリフトトラック４４が寸法測定システム４０を通過するときに、貨物４９は、パレット５０上で、地面よりも上方で運ばれる。４つのスキャナ４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄが、フォークリフトトラックの経路４５に沿って異なる位置に取り付けられている。スキャナ４１ｂおよび４１ｄは、例えば倉庫の天井から吊り下げられて経路４５の両側に配置されて、複ヘッド構成を形成している。スキャナ４１ｂと連携するスキャナ４１ｃは、フォークリフトトラック４４の速度および運転方向を測定する働きをする。スキャナ４１ａは、倉庫の床に近接して経路４５の片側に取り付けられて、フォークリフトトラック４４によって運ばれるパレットおよび貨物の高さを測定する働きをする。寸法測定システム４０によって集められた強度値を含むスキャン情報は、トラックおよび貨物に対する３次元モデルデータを確立する働きをする。現況技術の画像処理技法を使用して、スキャナによって記録された倉庫周囲の任意のものを、２次元画像が発行される前の任意の段階において３次元モデルから除去することができる。

【0041】

[0042]図３は、寸法測定システム４０を横断するフォークリフトトラック４４によって辿られる経路４５に対するスキャナ４１ａの空間的配置ＳＣ１を、上方視点ＸＹから示す。スキャナ４１ａの中心軸線ＡＡ’も表されている。図３の例では、中心軸線ＡＡ’は、経路４５上の車両の運転方向Ｎに対して実質的に垂直である－図３上の角度Ｏは９０°に等しい。第１の接触点ＰｏＣ_１、第２の接触点ＰｏＣ_２、分割点４２、および対応する分割面ＣＣ’Ｃ”もまた図３に表されており、本明細書では後で紹介されて論じられる。

【0042】

[0043]図４は、図３に示された空間的配置ＳＣ１に従って位置決めされたスキャナ４１ａによって見られたときのフォークリフトトラック４４を側方視点ＹＺから示す。図３、４、および５に示されたフォークリフトトラック４４の荷積み先端は、車両の前部－図では右側に表されている－にあり、別の言い方をすれば、運転方向Ｎにおいてオペレータの運転位置の正面にある。フォークリフトトラック４４の後輪４６は、第１の接触点ＰｏＣ_１において地面に接触しており、フォークリフトトラック４４の前輪４７－すなわち、パレット５０を持ち上げているタワー４８に最も近い車輪－は、第２の接触点ＰｏＣ_２において地面に接触している。接触点は、スキャナ４１ｂによって見られたときの点群の中ではっきりと目立っているので、特に識別するのが容易な特徴である。

【0043】

[0044]フォークリフトトラック４４の前輪は、前輪４７に固有の幾何学的特徴を識別することにより、後輪４６と区別され得る。典型的には、前輪の直径は、後輪４６の直径よりも大きい。後輪に対する前輪の位置に関する知識から、運転方向も推定され得る。

【0044】

[0045]３次元モデルデータを使用して、車輪のうちの１つの基準点Ｐ_Ｒの位置が判定される。前輪が基準車輪（ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｗｈｅｅｌ）と見なされた場合、基準点Ｐ_Ｒは、前輪の幾何学的中心または質量中心であり得る。この場合、前輪４７の中心の位置が、スキャナ４１ａによって見られたときの点群を用いた現況技術のセグメント化アルゴリズムを使用して、また、第２の接触点ＰｏＣ_２の位置に関する知識から、判定される。

【0045】

[0046]分割点４２は、パレット５０とタワー４８に取り付けられたフォークとの間の接触点に位置している。分割面ＣＣ’Ｃ”は、分割点４２を通過しかつ運転方向Ｎに垂直な平面である。分割面ＣＣ’Ｃ”は、地面に垂直である。基準点Ｐ_Ｒを基準とした分割点４２の位置は、同じタイプの全ての車両に関して一定である。

【0046】

[0047]スキャナ４１ａが空間的配置ＳＣ１に従って位置決めされている、図４に示された例では、前輪４７の中心の位置に対する分割点４２の位置は、オフセット値ｙ_ＯＦＦを使用して判定される。オフセット値ｙ_ＯＦＦは、地面に平行な長手方向軸線Ｙ上で、前輪４７の質量中心の軸線Ｙ上の座標ｙ_Ｒと、パレット５０とタワー４８とが接触している分割点４２の軸線Ｙ上の座標ｙ_ｓとの間の距離に対応する。オフセット値ｙ_ＯＦＦは、フォークリフトトラック４４に関して一定のままである。

【0047】

[0048]オフセット値ｙ_ＯＦＦは、フォークリフトトラックの各モデルに固有のものである。したがって、フォークリフトトラック４４に関するオフセット値ｙ_ＯＦＦは、識別情報を集めかつデータベース内の対応するオフセット値ｙ_ＯＦＦを探すためにフォークリフトトラック４４に結合された識別子５１を使用して、取得され得る。オフセット値ｙ_ＯＦＦは、貨物運送のトラックごとに、またはフォークリフトトラックの類似のモデルごとに、段取り段階中に測定されてもよく、また、データベースの記録を追加するために使用されてもよい。オフセット値ｙ_ＯＦＦは、フォークリフトトラック４４が貨物を運んでいない間に、または公知のサイズの物体を保持している間に、計器によって測定され得る。識別子５１は、例えば、ＲＦＩＤタグ、バーコード、またはビーコン送信機である。フォークリフトトラック４４をまたは少なくともそのモデルを識別して経路４５を通って運搬されている現在のパレットを識別するのに必要な関係性情報に寸法測定システム４０がアクセスし得る限り、識別子５１をパレット５０に結び付けることも可能である。

【0048】

[0049]別の例示的な空間的配置ＳＣ２に従って位置決めされたスキャナ４１ａによって見られたときのフォークリフトトラック４４の側面図ＹＺに対応する図５に示されるように、フォークリフトトラックによって辿られる経路４５は、経路４５の運転方向Ｎがスキャナ４１ａの中心軸線ＡＡ’に垂直ではなくて中心軸線ＡＡ’とともに実質的に９０°または１８０°に等しくない角度Ｏを形成することを、もたらし得る。

【0049】

[0050]角度Ｏは、具体的には、スキャナ４１ｂと連携するスキャナ４１ｃによって提供された情報から判定され得る。角度Ｏが実質的に９０°または１８０°とは異なる空間的配置において、また、オフセット値ｙ_ＯＦＦが分割点４２の位置を判定するために使用される場合に、トラックおよび貨物に関する３次元モデルデータは、分割点４２の位置を判定する前に、経路４５の法線ベクトルＮが中心軸線ＡＡ’に垂直になるように、ｚ軸線を中心として回転される。

【0050】

[0051]別の例示的な空間的配置ＳＣ３に従って位置決めされたスキャナ４１ａによって見られたときのフォークリフトトラック４４の側面図ＹＺに対応する図７に示されるように、パレット５０は、地面に平行に保持されていない。分割点４２の位置を判定するためにオフセット値ｙ_ＯＦＦが使用される場合、トラックおよび貨物の３次元モデルは、分割点４２の位置を判定する前に、地面に対するパレット５０の傾きを補償するために、図８に示されるように前輪の垂直回転軸線を中心として回転される。パレット下面の角度は、特許出願公開ＥＰ３２０３２６４Ａ１でより詳細に説明されているように、寸法測定システム４０を使用して取得され得る。したがって、メモリ内のフォークリフトトラック４４の点群は、パレット５０が地面に対して水平でありかつ真っ直ぐ前を向くように、回転される。

【0051】

[0052]分割点４２を通過しかつ運転方向Ｎに垂直な分割面ＣＣ’Ｃ”が判定されると、貨物４９を運搬している車両４４の３次元モデルデータから、一連の点の中でも車輪の基準点を含む分割面の側とは反対の分割面の側に位置決めされた点を差し引くことにより、貨物の３次元モデルデータが決定される。次いで、現況技術の体積計算アルゴリズムを使用して、貨物モデルの体積が判定され得る。

【0052】

[0053]図３の例では、分割面ＣＣ’Ｃ”は、タワー４８に平行であり、かつ、地面に垂直であり、かつ、フォークリフトトラックが存在する領域とフォークによりパレットおよび貨物が持ち上げられている領域とを区切る。貨物の３次元モデルデータは、貨物４９を運搬している車両４４の３次元モデルデータから、前輪の中心が配置されている分割面の側－図の左側－に位置決めされた全ての幾何学的形状を差し引くことによって、決定される。

【0053】

[0054]最後に、図６は、本発明の方法を流れ図の形態で表現する。寸法測定システム４０は、本発明による方法のステップを実施するように適合されている。
[0055]車両の荷積み先端に保持されている貨物の寸法測定をする方法は、
・ 貨物を運搬している車両の表面を表す一連の点を含む３次元モデルデータを取得するステップＳ１１０と、
・ ３次元モデルデータを使用して、車両の車輪の基準点の位置を判定するステップＳ１２０と、
・ 車輪の基準点の位置に対する分割点の位置を取得するステップＳ１３０と、
・ 車両の運転方向を判定するステップＳ１４０と、
・ 分割点を通過しかつ運転方向に垂直な分割面を判定し、貨物を運搬している車両の３次元モデルデータから、一連の点の中でも車輪の基準点を含む分割面の側とは反対の分割面の側に位置決めされた点を差し引くことにより、貨物の３次元モデルデータを決定するステップＳ１５０と、
・ 貨物モデルの体積を判定するステップＳ１６０と、
を含む。

【符号の説明】

【0054】

[0056]
１；４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄ スキャナユニット
２ 放射源
３ レーザビーム
４、５ 偏向器
６ レーザビームの扇様のスイープ
７ 走査される対象物
８ 受信機、センサ
９ ４の回転軸線
１０ ５の回転軸線
１１ 前後に旋回する、扇様のスイープ
３０ 処理装置
４０ 寸法測定システム
４２ 分割点
４４ フォークリフトトラック（フォークリフト運搬車）
４５ フォークリフトトラックの経路
４６ 後輪
４７ 前輪
４８ タワー
４９ パレットに載せられた（ｐａｌｌｅｔｅｄ）貨物
５０ パレット

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】