特許 7434000 物品処理管理装置、物品処理制御システム、及びプログラム

(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】2024-02-09

(45)【発行日】2024-02-20

(54)【発明の名称】物品処理管理装置、物品処理制御システム、及びプログラム

(51)【国際特許分類】

   G06Q 10/08 20240101AFI20240213BHJP

【ＦＩ】

G06Q10/08

【請求項の数】 12

(21)【出願番号】P 2020043896

(22)【出願日】2020-03-13

(65)【公開番号】P2021144568

(43)【公開日】2021-09-24

【審査請求日】2022-12-09

(73)【特許権者】

【識別番号】000003078

【氏名又は名称】株式会社東芝

(73)【特許権者】

【識別番号】598076591

【氏名又は名称】東芝インフラシステムズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110003708

【氏名又は名称】弁理士法人鈴榮特許綜合事務所

(72)【発明者】

【氏名】八重樫 雅也

【審査官】福田 正悟

(56)【参考文献】

【文献】米国特許第１０３６０５３１（ＵＳ，Ｂ１）

【文献】特開２００６－１２４０４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－１５１７８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－１５０９０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－１８８５６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－１９９３３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－１９６１２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－０３３１５４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０６Ｑ １０／００－９９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数種類の物品の特徴に関する情報を含む物品データ、物品処理性能の異なる複数種類のロボットシステムの性能に関する情報を含む装置データ、及び１又は複数種類の処理対象物品に関する情報を含むオーダを取得する第１の取得部と、
前記物品データ、前記装置データ、及び前記オーダに基づき、前記複数種類のロボットシステムから、処理対象物品を処理する所定のロボットシステムを選択する第１の制御部と、
前記所定のロボットシステムに対して、前記オーダを含む第１の制御信号を出力する第１の出力部と、
を備える物品処理管理装置。

【請求項2】

前記物品データは、各物品の重量、サイズ、及び材質のうちの少なくとも一つに関する情報を含む、請求項１の物品処理管理装置。

【請求項3】

前記装置データは、各ロボットシステムの物品の可搬性能に関する情報を含む、請求項１又は２の物品処理管理装置。

【請求項4】

前記装置データは、各ロボットシステムの物品可搬最大重量に関する情報を含む、請求項１乃至３の何れか一つの物品処理管理装置。

【請求項5】

前記装置データは、各ロボットシステムの把持方式に関する情報を含む、請求項１乃至４の何れか一つの物品処理管理装置。

【請求項6】

前記装置データは、各ロボットシステムの物品をピックアップするパッドの数、サイズ、１パッドあたりの可搬最大重量、及び適合物品の材質のうちの少なくとも一つに関する情報を含む、請求項１乃至５の何れか一つの物品処理管理装置。

【請求項7】

前記オーダは、処理対象物品の識別情報及び個数に関する情報を含む、請求項１乃至６の何れか一つの物品処理管理装置。

【請求項8】

請求項１乃至７の何れか一つの物品処理管理装置と、
前記所定のロボットシステムによる物品処理を制御する物品処理制御装置と、を備え、
前記物品処理制御装置は、
前記物品処理管理装置からの前記第１の制御信号を取得する第２の取得部と、
前記第１の制御信号に基づき処理対象物品の処理を計画する第２の制御部と、
前記所定のロボットシステムに対して、処理対象物品の処理計画を含む第２の制御信号を出力する第２の出力部と、
を備える物品処理制御システム。

【請求項9】

前記第２の制御部は、前記物品データ及び前記オーダに基づき、１回のピッキングで１個の処理対象物品をピッキングする単数ピッキング、又は１回のピッキングで複数個の処理対象物品をピッキングする複数ピッキングを選択し、選択した前記単数ピッキング又は前記複数ピッキングに基づき処理対象物品の処理を計画する、請求項８の物品処理制御システム。

【請求項10】

前記第２の取得部は、複数の処理対象物品を撮影した画像情報を取得し、
前記第２の制御部は、前記画像情報に基づき、前記単数ピッキング又は前記複数ピッキングを選択する、請求項９の物品処理制御システム。

【請求項11】

前記第２の制御部は、前記画像情報から得られる把持面情報に基づき、前記単数ピッキング又は前記複数ピッキングを選択する、請求項１０の物品処理制御システム。

【請求項12】

コンピュータに、
複数種類の物品の特徴に関する情報を含む物品データ、物品処理性能の異なる複数種類のロボットシステムの性能に関する情報を含む装置データ、及び１又は複数の処理対象物品に関する情報を含むオーダを取得する手順と、
前記物品データ、前記装置データ、及び前記オーダに基づき、前記複数種類のロボットシステムから、処理対象物品を処理する所定のロボットシステムを選択する手順と、
前記所定のロボットシステムに対して、前記オーダを含む第１の制御信号を出力する手順と、
を実行させるプログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、物品処理管理装置、物品処理制御システム、及びプログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

近年、物流の配送拠点等では、荷物又は紙葉類等の物品の取扱量が増加しており、物品処理に関する様々な効率化が図られている。その一つとして、物品をピッキングするピッキングロボットの導入が進められている。例えば、物品の特徴に応じたピッキングロボットを設置することにより、その物品を適切にピッキングすることができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特表２０１８－５１３８２２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特徴の異なる多様な物品を取り扱う場合、これら多様な物品に応じた多種のピッキングロボットを設置することにより、多様な物品への対応が可能となる。

【0005】

一方で、多様な物品を多種のピッキングロボットで処理する場合に、物品とピッキングロボットの組み合わせ判断を自動化し、さらなる効率化を図りたいという要望がある。

【0006】

本発明の目的は、物品処理の効率化を図ることができる物品処理管理装置、物品処理制御システム、及びプログラムを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

実施形態に係る物品処理管理装置は、第１の取得部、第１の制御部、及び第１の出力部を備える。前記第１の取得部は、複数種類の物品に関する情報を含む物品データ、物品処理性能の異なる複数種類の物品処理装置に関する情報を含む装置データ、及び１又は複数種類の処理対象物品に関する情報を含むオーダを取得する。前記第１の制御部は、前記物品データ、前記装置データ、及び前記オーダに基づき、前記複数種類の物品処理装置から、処理対象物品を処理する所定の物品処理装置を選択する。前記第１の出力部は、前記所定の物品処理装置に対して、前記オーダを含む第１の制御信号を出力する。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】図１は、実施形態に係る物品処理制御システムの概略構成の一例を示す図である。

【図2】図２は、実施形態に係るＴＷＣＳの概略構成の一例を示す図である。

【図3】図３は、実施形態に係るロボットシステムの計画制御装置の概略構成の一例を示す図である。

【図4】図４は、実施形態に係る物品処理制御システムで適用される装置データの一例を示す図である。

【図5】図５は、実施形態に係る物品処理制御システムで適用される物品データの一例を示す図である。

【図6】図６は、実施形態に係る物品処理制御システムにおける単数又は複数ピッキングの判定例を示す図である。

【図7】図７は、実施形態に係る物品処理制御システムにおける単数又は複数ピッキングの判定例を示す図である。

【図8】図８は、実施形態に係る物品処理制御システムのロボットシステムの把持部の一例を示す図である。

【図9】図９は、実施形態に係る物品処理制御システムにより処理される物品の配置例を示す図である。

【図10】図１０は、実施形態に係る物品処理制御システムにより処理される物品の撮影画像の一例を示す図である。

【図11】図１１は、実施形態に係る物品処理制御システムのロボットシステムによる複数ピッキングの一例を示す図である。

【図12】図１２は、実施形態に係る物品処理制御システムによる物品処理の一例を示す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、図面を参照して実施形態について説明する。
図１は、実施形態に係る物品処理制御システムの概略構成の一例を示す図である。
図１に示すように、物品処理制御システムＳは、ＷＭＳ（warehouse management system）１、ＴＷＣＳ（total warehouse control system）２、複数のロボットシステム３（Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３…）、自動倉庫４、及びコンベアシステム５を備える。物品処理制御システムＳは、荷物又は紙葉類などの様々な物品の搬送、ピッキング、及びプレース等を制御するシステムである。本実施形態では、主に、物品のピッキングについて説明するが、これに限定されるものではない。

【0010】

ＷＭＳ１は、１台のコンピュータ又は複数台のコンピュータを組み合わせて実現することができる。ＷＭＳ１は、ＴＷＣＳ２、自動倉庫４、及びコンベアシステム５内の各機器、並びに上位サーバ等の外部機器と有線又は無線で通信し、各機器並びに外部機器からの情報を受信し記憶する。また、ＷＭＳ１は、自動倉庫４及びコンベアシステム５内の各機器へ制御信号等を送信し、各機器を制御する。例えば、ＷＭＳ１は、１又は複数の処理対象物品に関する情報を含むオーダをＴＷＣＳ２へ送信する。

【0011】

ＴＷＣＳ２は、物品処理管理装置であり、１台のコンピュータ又は複数台のコンピュータを組み合わせて実現することができる。ＴＷＣＳ２は、ＷＭＳ１及びロボットシステム３内の各機器、並びに上位サーバ等の外部機器と有線又は無線で通信し、各機器並びに外部機器からの情報を受信し記憶する。また、ＴＷＣＳ２は、ロボットシステム３内の各機器へ制御信号等を送信し、各機器を制御する。例えば、ＴＷＣＳ２は、ＷＭＳ１からオーダを受信し、ロボットシステム３に対してオーダを含む第１の制御信号を送信する。

【0012】

ロボットシステム３は、物品処理装置に相当し、処理性能の異なる複数種類のロボットシステム３により、特徴の異なる複数種類の物品処理を可能にする。複数のロボットシステム３は、少なくとも二種類のロボットシステム３を含み、同一種類のロボットシステム３を複数含んでもよい。各ロボットシステム３は、計画制御装置３１、ロボットコントローラ３２、アーム３３、ハンド３４、認識装置３５、及びカメラ３６、３７を備える。

【0013】

計画制御装置３１は、物品処理制御装置であり、１台のコンピュータ又は複数台のコンピュータを組み合わせて実現することができる。計画制御装置３１は、ＴＷＣＳ２及びロボットコントローラ３２等の各機器、並びに上位サーバ等の外部装置と有線又は無線で通信し、各機器並びに外部機器からの情報を受信し記憶し、また、各機器へ制御信号等を送信し、各機器を制御する。例えば、計画制御装置３１は、ＴＷＣＳ２から第１の制御信号を受信し、処理対象物品の処理計画を含む第２の制御信号をロボットコントローラ３２へ送信する。

【0014】

ロボットコントローラ３２は、１台のコンピュータ又は複数台のコンピュータを組み合わせて実現することができる。ロボットコントローラ３２は、計画制御装置３１、アーム３３、及びハンド３４等の各機器と有線又は無線で通信し、各機器からの情報、並びに各種センサーからのセンシング信号を受信し記憶する。また、ロボットコントローラ３２は、アーム３３及びハンド３４等へ制御信号を送信し、これら機器を制御する。例えば、ロボットコントローラ３２は、計画制御装置３１から第２の制御信号を受信し、第２の制御信号及び各種センサーからのセンシング信号に基づき、アーム３３及びハンド３４に対して駆動信号を送信し、ピッキング側のコンテナ内から物品をピッキングし、プレース側のコンテナ内へ物品をプレースする動作を制御する。

【0015】

アーム３３は、その一端にハンド３４を備え、ハンド３４は、その一端に１又は複数の吸着パッド（以下、パッド）を備える。アーム３３は、自在（左右、上下、及び前後）に移動し、アーム３３の移動に対応してハンド３４も移動する。アーム３３が移動し、物品の把持面に対してパッドが圧接され、パッドの吸気機構により空気が抜かれて物品とパッドの間が減圧されると、パッドは物品の把持面に圧着される。この状態で、アーム３３が移動することにより、物品がピックアップされる。

【0016】

また、認識装置３５は、１台のコンピュータ又は複数台のコンピュータを組み合わせて実現することができる。認識装置３５、計画制御装置３１と有線又は無線で通信し、計画制御装置３１からの情報を受信し記憶する。また、認識装置３５は、カメラ３６からの撮影画像を受け取り、物品のピッキングエリア、ピッキング対象の物品、及び物品の把持面等を認識し、計画制御装置３１に対してその認識結果を通知する。また、認識装置３５は、カメラ３７からの撮影画像を受け取り、物品のプレースエリア、プレースされた物品等を認識し、計画制御装置３１に対してその認識結果を通知する。

【0017】

カメラ３６は、自動倉庫４のコンテナ付近であるピッキングエリアを撮影し、撮影画像を出力する。ピッキングエリアの撮影画像には、ピッキングの対象となる複数の物品が含まれる。カメラ３７は、コンベアシステム５のコンテナ付近であるプレースエリアを撮影し、撮影画像を出力する。プレースエリアの撮影画像には、プレースされた物品が含まれる。

【0018】

図２は、実施形態に係るＴＷＣＳの概略構成の一例を示す図である。
図２に示すように、ＴＷＣＳ２は、プロセッサ２１、ＲＯＭ２２、ＲＡＭ２３、補助記憶デバイス２４、通信インタフェース２５、及び入出力部２６を備える。

【0019】

プロセッサ２１は、第１の制御部として機能し、どの性能のロボットシステム３にどの種別の物品を処理させるか等の判定を含む物品処理に関する演算を行うコンピュータの中枢部分に相当する。プロセッサ２１は、ＲＯＭ２２又は補助記憶デバイス２４などに記憶されたシステムソフトウェア、アプリケーションソフトウェア又はファームウェアなどのプログラムに基づいて、物品処理を実現するべく制御を実行する。プロセッサ２１は、例えば、ＣＰＵ（central processing unit）、ＭＰＵ（micro processing unit）、又はＤＳＰ（digital signal processor）である。あるいは、プロセッサ２１は、これらのうちの複数を組み合わせたものである。

【0020】

ＲＯＭ２２は、非一時的なコンピュータ可読記憶媒体であり、プロセッサ２１を中枢とするコンピュータの主記憶装置に相当する。ＲＯＭ２２は、専らデータの読み出しに用いられる不揮発性メモリである。ＲＯＭ２２は、上記のプログラムを記憶する。また、ＲＯＭ２２は、プロセッサ２１が各種の処理を行う上で使用するデータ又は各種の設定値などを記憶する。

【0021】

ＲＡＭ２３は、プロセッサ２１を中枢とするコンピュータの主記憶装置に相当する。ＲＡＭ２３は、データの読み書きに用いられるメモリである。ＲＡＭ２３は、プロセッサ２１が各種の処理を行う上で一時的に使用するデータを記憶しておく、いわゆるワークエリアなどとして利用される。

【0022】

補助記憶デバイス２４は、非一時的なコンピュータ可読記憶媒体であり、プロセッサ２１を中枢とするコンピュータの補助記憶装置に相当する。補助記憶デバイス２４は、上記のプログラムを記憶する場合もある。また、補助記憶デバイス２４は、プロセッサ２１が各種の処理を行う上で使用するデータ、プロセッサ２１での処理によって生成されたデータ又は各種の設定値などを保存する。

【0023】

ＲＯＭ２２又は補助記憶デバイス２４に記憶されるプログラムは、どの性能のロボットシステム３にどの種別の物品を処理させるか等の判定を含む物品処理に関する演算を行うためのプログラムを含む。例えば、ＴＷＣＳ２は、当該プログラムがＲＯＭ２２又は補助記憶デバイス２４に記憶された状態で事業者へ譲渡される。或いは、ＴＷＣＳ２は、当該プログラムがＲＯＭ２２又は補助記憶デバイス２４に記憶されない状態で事業者へ譲渡され、その後、別途に当該事業者へ譲渡される当該プログラムが補助記憶デバイス２４へ書き込まれても良い。このときの当該プログラムの譲渡は、例えば、磁気ディスク、光磁気ディスク、光ディスク又は半導体メモリなどのようなリムーバブルな記憶媒体に記録して、あるいはネットワークなどを介したダウンロードにより実現できる。

【0024】

通信インタフェース２５は、第１の取得部及び第１の出力部として機能し、ネットワークなどを介してＷＭＳ１及びロボットシステム３等の各機器と有線又は無線で通信し、各機器から送信される各種情報を受信し、また、各機器に各種情報を送信するためのインタフェースである。例えば、通信インタフェース２５は、複数種類の物品に関する情報を含む物品データ、複数のロボットシステム３に関する情報を含む装置データ、及び１又は複数の処理対象物品に関する情報を含むオーダを受信し、また、各ロボットシステム３に対して物品データを送信し、選択される所定のロボットシステム３へ第１の制御信号を送信する。

【0025】

入出力部２６は、第１の取得部として機能し、キーボード、テンキー、マウス、及びタッチパネルディスプレイ等を備える。入出力部２６は、オペレータからの指示入力を受け付けプロセッサ２１へ通知する。また、タッチパネルディスプレイは、オペレータに対して各種情報を表示する。

【0026】

図３は、実施形態に係るロボットシステムの計画制御装置の概略構成の一例を示す図である。
図３に示すように、計画制御装置３１は、プロセッサ３１１、ＲＯＭ３１２、ＲＡＭ３１３、補助記憶デバイス３１４、通信インタフェース３１５、及び入出力部３１６を備える。

【0027】

プロセッサ３１１は、第２の制御部として機能し、１回のピッキングで１個の処理対象物品をピッキングする単数ピッキング、及び１回のピッキングで複数個（パッド数以下の個数）の処理対象物品をピッキングする複数ピッキングのうちのどちらを選択するかの判定等を含む物品処理に関する演算を行うコンピュータの中枢部分に相当する。プロセッサ３１１は、ＲＯＭ３１２又は補助記憶デバイス３１４などに記憶されたシステムソフトウェア、アプリケーションソフトウェア又はファームウェアなどのプログラムに基づいて、物品処理を実現するべく制御を実行する。プロセッサ３１１は、例えば、ＣＰＵ、ＭＰＵ、又はＤＳＰである。あるいは、プロセッサ３１１は、これらのうちの複数を組み合わせたものである。

【0028】

ＲＯＭ３１２は、非一時的なコンピュータ可読記憶媒体であり、プロセッサ３１１を中枢とするコンピュータの主記憶装置に相当する。ＲＯＭ３１２は、専らデータの読み出しに用いられる不揮発性メモリである。ＲＯＭ３１２は、上記のプログラムを記憶する。また、ＲＯＭ３１２は、プロセッサ３１１が各種の処理を行う上で使用するデータ又は各種の設定値などを記憶する。

【0029】

ＲＡＭ３１３は、プロセッサ３１１を中枢とするコンピュータの主記憶装置に相当する。ＲＡＭ３１３は、データの読み書きに用いられるメモリである。ＲＡＭ３１３は、プロセッサ３１１が各種の処理を行う上で一時的に使用するデータを記憶しておく、いわゆるワークエリアなどとして利用される。

【0030】

補助記憶デバイス３１４は、非一時的なコンピュータ可読記憶媒体であり、プロセッサ３１１を中枢とするコンピュータの補助記憶装置に相当する。補助記憶デバイス３１４は、上記のプログラムを記憶する場合もある。また、補助記憶デバイス３１４は、プロセッサ３１１が各種の処理を行う上で使用するデータ、プロセッサ３１１での処理によって生成されたデータ又は各種の設定値などを保存する。また、補助記憶デバイス３１４は、自己の性能情報（物品可搬最大重量、パッド構成、パッド直径、１パッド可搬最大重量、及び適合物品の材質等）を記憶する。

【0031】

ＲＯＭ３１２又は補助記憶デバイス３１４に記憶されるプログラムは、１回のピッキングで１個の処理対象物品をピッキングする単数ピッキング、及び１回のピッキングで複数個の処理対象物品をピッキングする複数ピッキングのうちのどちらを選択するかの判定等を含む物品処理に関する演算を行うためのプログラムを含む。例えば、計画制御装置３１は、当該プログラムがＲＯＭ３１２又は補助記憶デバイス３１４に記憶された状態で事業者へ譲渡される。或いは、計画制御装置３１は、当該プログラムがＲＯＭ３１２又は補助記憶デバイス３１４に記憶されない状態で事業者へ譲渡され、その後、別途に当該事業者へ譲渡される当該プログラムが補助記憶デバイス３１４へ書き込まれても良い。このときの当該プログラムの譲渡は、例えば、磁気ディスク、光磁気ディスク、光ディスク又は半導体メモリなどのようなリムーバブルな記憶媒体に記録して、あるいはネットワークなどを介したダウンロードにより実現できる。

【0032】

通信インタフェース３１５は、第２の取得部及び第２の出力部として機能し、ネットワークなどを介してＴＷＣＳ２及びロボットコントローラ３２等の各機器と有線又は無線で通信し、各機器から送信される各種情報を受信し、また、各機器に各種情報を送信するためのインタフェースである。例えば、通信インタフェース３１５は、ＴＷＣＳ２から１又は複数の処理対象物品に関する情報を含むオーダを受信し、また、ロボットコントローラ３２へ制御信号を送信する。

【0033】

入出力部３１６は、キーボード、テンキー、マウス、及びタッチパネルディスプレイ等を備える。入出力部３１６は、オペレータからの指示入力を受け付けプロセッサ３１１へ通知する。また、タッチパネルディスプレイは、オペレータに対して各種情報を表示する。

【0034】

図４は、実施形態に係る物品処理制御システムで適用される装置データの一例を示す図である。
装置データは、各ロボットシステム３（複数種類の物品処理装置）の物品の可搬性能に関する情報を含む。図４に示すように、例えば、装置データは、ロボットシステムナンバー、アーム制限重量、ハンド重量、物品可搬最大重量、パッド構成、パッド直径、１パッド可搬最大重量、及び適合物品の材質を含む。なお、装置データは、少なくとも物品可搬最大重量に関する情報を含み、さらに、オプションとして、パッド構成、パッド直径、１パッド可搬最大重量、及び適合物品の材質のうちの少なくとも一つを含むことができる。各ロボットシステム３の補助記憶デバイス３１４は、自己の可搬性能に関する情報を記憶する。例えば、ロボットシステム３（Ｒ１）は、装置データに含まれるロボットシステムナンバーＲ１の可搬性能に関する情報（少なくとも物品可搬最大重量を含む）を記憶する。

【0035】

なお、本実施形態では、吸着パッドにより物品を把持する方式のロボットシステム３について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、物品処理制御システムＳが、把持方式の異なる複数種類のロボットシステム３を備えても良い。例えば、吸着パッドにより物品を把持する方式、挟持グリップで物品を把持する方式、及び吸着パッドと挟持グリップの併用で物品を把持する方式のロボットシステム３を採用することができる。この場合、装置データは、上記に加えて、把持方式に関する情報を含む。

【0036】

図５は、実施形態に係る物品処理制御システムで適用される物品データの一例を示す図である。
図５に示すように、例えば、物品データは、各物品に関する情報、例えば、物品ナンバー、物品名、縦（X）、横（Y）、高さ（Z）のサイズ、重量、及び材質に関する情報を含む。なお、物品データは、少なくとも重量に関する情報を含み、さらに、オプションとして、縦（X）、横（Y）、高さ（Z）のサイズ、及び材質に関する情報のうちの少なくとも一つを含むことができる。

【0037】

ＴＷＣＳ２のプロセッサ２１は、物品データ、装置データ、及び処理対象物品に関する情報を含むオーダに基づき、複数のロボットシステム３から処理対象物品を処理する所定のロボットシステム３を選択する。

【0038】

例えば、ＴＷＣＳ２のプロセッサ２１は、パッド直径に基づき取り扱える物品の最小サイズを決定する。物品（把持面）の検知位置誤差、及びアーム３３とハンド３４の位置制御誤差等を考慮し、パッド直径よりも所定値以上大きいサイズを取り扱える物品の最小サイズとしてもよい。或いは、１パッドで１物品をピックアップする場合にはパッド直径よりも第１所定値以上大きいサイズを取り扱える物品の最小サイズとし、複数パッドで１物品をピックアップする場合にはパッド直径よりも第２所定値（第２所定値＜第１所定値）以上大きいサイズを取り扱える物品の最小サイズとしてもよい。プロセッサ２１は、物品データの縦（X）及び横（Y）から物品のサイズを判定する。また、プロセッサ２１は、商品可搬最大重量及び１パッド可搬最大重量に基づき、取り扱える物品の最大重量を決定する。

【0039】

例えば、ロボットシステム３（Ｒ１）と３（Ｒ２）は、共に、物品可搬最大重量が3.0kgであるが、ロボットシステム３（Ｒ１）のパッド数が単数（１個）であるのに対して、ロボットシステム３（Ｒ２）のパッド数は複数（４個）である。ロボットシステム３（Ｒ１）は、１回の処理で１個の物品をピッキングする単数ピッキングにより物品をピッキングすることができるが、１回の処理で複数個の物品をピッキングする複数ピッキングにより物品をピッキングすることはできない。一方、ロボットシステム３（Ｒ２）は、単数ピッキング及び複数ピッキングを選択的に実行することができる。同様に、ロボットシステム３（Ｒ３、Ｒ５、Ｒ７）は、単数ピッキングにより物品をピッキングすることができる。ロボットシステム３（Ｒ４、Ｒ６、Ｒ８）は、単数ピッキング及び複数ピッキングを選択的に実行することができる。

【0040】

なお、ピッキングの際、１物品あたりのパット数が多いほどピッキングの安定性は高まる。また、１パッド可搬最大重量が大きいほど１パッドあたりの吸引力も大きくなり、ピッキングの際に物品又は物品梱包材への影響が大きくなる。例えば、１パッド可搬最大重量が3.0kg以下であれば１パッドあたりの吸引力は小さく、１パッド可搬最大重量のパッドによるピックアップであれば、物品又は物品梱包材の材質強度（把持面の強度）が低くても（薄いポリ塩化ビニリデンなど）、それを破損させるリスクは極めて低い。つまり、ロボットシステム３（Ｒ１、Ｒ２、Ｒ４）は、物品材質強度又は物品梱包材の材質強度が低い（Ｌ）場合、又は高い（Ｈ）場合の何れにも対応可能である。一方、ロボットシステム３（Ｒ３、Ｒ５～Ｒ８）は、１パッド可搬最大重量が3.0kgより大きく、物品又は物品梱包材の材質強度が高い場合（ポリ塩化ビニル又は段ボール材など）に対応可能とする。

【0041】

図６及び図７は、実施形態に係る物品処理制御システムにおける単数又は複数ピッキングの判定例を示す図である。
例えば、図６に示すように、物品ナンバー０００１から０００４の物品については、その重量とサイズから、ロボットシステム３（Ｒ１及びＲ２）による単数ピッキング、又はロボットシステム３（Ｒ２）による複数ピッキングが適切であると判定される。物品ナンバー０００５の物品については、その重量とサイズから、ロボットシステム３（Ｒ３及びＲ４）による単数ピッキング、又はロボットシステム３（Ｒ６）による複数ピッキングが適切であると判定される。

【0042】

例えば、物品の重量よりも物品可搬最大重量が大きいロボットシステム３のうちの、最も物品可搬最大重量が小さいロボットシステム３が選択される。物品可搬最大重量が大きくなるにつれ、パッドの吸引力が高まる。そのため、過剰な能力のロボットシステム３を選択しないようにして、物品又は物品梱包材の破損を防ぐとともに、他の物品のピックアップ用に待機させる。

【0043】

或いは、複数ピッキングを採用した場合、１物品あたりのパット数が減少し、ピックアップの際に物品が不安定になる可能性があるため、図７に示すように、１ランク上の物品可搬最大重量のロボットシステム３を選択するようにしてもよい。つまり、図７に示すように、物品ナンバー０００１から０００４の物品については、その重量とサイズから、ロボットシステム３（Ｒ４）による複数ピッキングが適切であると判定される。物品ナンバー０００５の物品については、その重量とサイズから、ロボットシステム３（Ｒ８）による複数ピッキングが適切であると判定される。

【0044】

図８は、実施形態に係る物品処理制御システムのロボットシステムの把持部の一例を示す図である。
ロボットシステム３のハンド３４の一端には把持部が形成され、把持部は１又は複数のパッドを備える。例えば、図８に示すように、ロボットシステム３（Ｒ６）は、４つのパッドを備え、１パッドの直径は４ｃｍである。

【0045】

図９は、実施形態に係る物品処理制御システムにより処理される物品の配置例を示す図である。また、図１０は、実施形態に係る物品処理制御システムにより処理される物品の撮影画像の一例を示す図である。
例えば、図９に示すように、コンテナ中に６個の物品が配置されており、図１０に示すように、認識装置３５は、カメラ３６からの撮影画像に基づき各物品の把持面を検出する。

【0046】

図１１は、実施形態に係る物品処理制御システムのロボットシステムによる複数ピッキングの一例を示す図である。
図１１に示すように、ロボットシステムの物品可搬最大重量等に基づき、認識装置３５により検出された６物品のうち２物品に対して複数ピッキングを適用するケースについて説明する。認識装置３５により認識された一つ目の物品の把持面と二つ目の物品の把持面のそれぞれに１パッドを圧着し、各パッドの吸気機構により空気が抜かれて物品とパッドの間が減圧され（吸気ＯＮ）、一つ目と二つ目の物品のそれぞれを吸着し、ピックアップする。

【0047】

図１２は、実施形態に係る物品処理制御システムによる物品処理の一例を示すフローチャートである。

【0048】

ＴＷＣＳ２は、装置データ、物品データ、及びオーダを取得し、取得した情報に基づき、オーダに含まれる処理対象物品の特徴に応じたロボットシステムを選択し、選択したロボットシステムにより処理対象物品を処理させる。本実施形態では、例えば、処理対象物品の処理として、ピッキングについて説明する。

【0049】

例えば、ＴＷＣＳ２の通信インタフェース２５は、外部のサーバ等と通信して、装置データ（図４）を取得する（ＳＴ１０１）。或いは、入出力部２６は、オペレータ等により入力される装置データ（図４）を取得する（ＳＴ１０１）。補助記憶デバイス２４は、取得された装置データを登録する（ＳＴ１０１）。プロセッサ２１は、登録された装置データに基づき、各種ロボットシステムの処理性能を検出することができる。

【0050】

また、ＴＷＣＳ２の通信インタフェース２５は、外部のサーバ等と通信して、物品データ（図５）を取得する（ＳＴ１０２）。或いは、入出力部２６は、オペレータ等により入力される物品データ（図５）を取得する（ＳＴ１０２）。補助記憶デバイス２４は、取得された物品データを登録する（ＳＴ１０２）。プロセッサ２１は、登録された物品データに基づき、各種物品の特徴を検出することができる。また、通信インタフェース２５は、各ロボットシステム３（計画制御装置３１）に対して、物品データを送付する。通信インタフェース３１５は、物品データを受信し、補助記憶デバイス３１４は、物品データを登録する。プロセッサ３１１は、物品データを参照し、処理対象物品の特徴を検出し、物品処理を計画する。

【0051】

例えば、ロボットシステム３のが、物品処理制御システムＳのネットワークに接続されると、ＴＷＣＳ２と接続されたロボットシステム３とが通信し、通信インタフェース２５は、接続されたロボットシステム３の処理性能に関する情報を受信し、補助記憶デバイス２４は、登録済みの装置データ中に、受信された処理性能に関する情報を登録する。

【0052】

また、ＴＷＣＳ２は、定期的にロボットシステム３と通信し、プロセッサ２１は、ロボットシステム３との通信結果に基づきロボットシステム３の動作状態（起動中又は停止中）を検出し、検出結果に基づき、起動中のロボットシステムを優先的に選択するようにしてもよい。

【0053】

ＴＷＣＳ２は、各データを登録し、各ロボットシステム３の動作状態を監視し、ＷＭＳ１からのオーダを待つ。ＷＭＳ１は、外部のサーバ等と通信しオーダを受信する、或いは、オペレータから入力されるオーダを受け付け、受信又は受け付けたオーダを送信する（ＳＴ１０５）。オーダは、１又は複数種類の処理対象物品に関する情報を含む。例えば、オーダは、物品ナンバー（識別情報）、物品名、及び個数を含む。ＴＷＣＳ２の通信インタフェース２５は、オーダを受信し、補助記憶デバイス２４は、オーダを登録する（ＳＴ１０６）。

【0054】

プロセッサ２１は、装置データ、物品データ、及びオーダに基づき、オーダに含まれる処理対象物品の特徴に応じたロボットシステム３を選択する（ＳＴ１０７）。通信インタフェース２５は、ＷＭＳ１に対して、ロボットシステム３の選択結果を通知する（ＳＴ１０８）。ＷＭＳ１は、選択結果を受信し、自動倉庫４及びコンベアシステム５に対してオーダ及び選択結果を通知する。

【0055】

自動倉庫４は、オーダ及び選択結果に基づき、選択されたロボットシステム３に対して、処理対象物品を格納したコンテナを提供し、処理対象物品を格納したコンテナの準備が完了すると、準備完了を通知する。コンベアシステム５は、選択されたロボットシステム３に対して、処理対象物品をプレースするためのコンテナを提供し、コンテナ提供の準備が完了すると、準備完了を通知する。

【0056】

ＴＷＣＳ２は、ＷＭＳ１を介して、自動倉庫４からの準備完了、及びコンベアシステム５からの準備完了を受信し（ＳＴ１０９）、選択されたロボットシステム３に対して、オーダを含む第１の制御信号を出力する（ＳＴ１１０）。

【0057】

選択されたロボットシステム３は、第１の制御信号に基づき動作する。即ち、計画制御装置３１の通信インタフェース３１５は、第１の制御信号を受信し、プロセッサ３１１は、第１の制御信号に基づき、処理対象物品の把持面の検出結果、及び処理対象物品のプレース位置の検出結果等を要求する（ＳＴ１１１）。認識装置３５は、カメラ３６で撮影されたコンテナの撮影画像（図１０）から、コンテナ内に配置された処理対象物品の把持面を検出し（ＳＴ１１２）、把持面の検出結果を送信する（ＳＴ１１３）。また、認識装置３５は、カメラ３７で撮影されたコンテナの撮影画像から処理対象物品のプレース位置を検出し（ＳＴ１１２）、プレース位置の検出結果を送信する（ＳＴ１１３）。

【0058】

プロセッサ３１１は、自己の性能情報、物品データ、オーダ、処理対象物品の把持面の検出結果、及び処理対象物品のプレース位置の検出結果に基づき、複数ピッキングの可否を判定し、複数ピッキング又は単数ピッキングによる物品の処理を計画する（ＳＴ１１４）。通信インタフェース３１５は、ロボットコントローラ３２に対して、複数ピッキング又は単数ピッキングによる物品の処理計画を含む第２の制御信号を出力する（ＳＴ１１５）。ロボットコントローラ３２は、第２の制御信号に基づき、アーム３３及びハンド３４の動作を制御し、複数ピッキング又は単数ピッキングを実行する（ＳＴ１１６）。

【0059】

ここで、プロセッサ３１１による複数ピッキングの可否判定について説明する。説明を分かり易くするために、二つの物品のそれぞれを１パッドで同時にピッキングする複数ピッキングの可否判定について説明する。

【0060】

プロセッサ３１１は、以下の全ての条件を満たすロボットシステム３が選択でき、且つ複数ピッキングの対象となる二つの物品の把持面のそれぞれに対して１パッドを同時に圧接可能な場合（例えば図７のケース）に、複数ピッキング可能と判定する。なお、複数ピッキング可能な場合は、単数ピッキングも可能である。
＜条件＞
・複数ピッキングの対象となる各物品の重量が１パッド可搬最大重量以下
・複数ピッキングの対象となる複数物品の総重量が物品可搬最大重量以下
・複数ピッキングの対象となる各物品の把持面サイズがパッド直径より大きい
・複数ピッキングの対象となる物品の材質に適合するパッドを有する
プロセッサ３１１は、オーダで指定された個数の物品のピッキングが完了したか否かを監視し、ピッキングが完了した場合には、通信インタフェース３１５は、ＴＷＣＳ２を介して、ＷＭＳ１に対して完了通知を送信する。例えば、プロセッサ３１１は、カメラ３６からの撮影画像（コンテナ（ピックアップ側））と、カメラ３７からの撮影画像（コンテナ（プレース側））とを比較し、ピッキング数を検出することができ、オーダで指定された個数と検出されるピッキング数とが一致すれば、ピッキング完了と判定する。

【0061】

なお、プロセッサ２１は、オーダに基づく処理対象の物品が複数種類の場合には、複数のロボットシステム３を選択し、各ロボットシステム３に各種類の物品処理を指示する制御信号を出力するようにしてもよい。

【0062】

また、プロセッサ３１１は、複数ピッキングを指示するにあたり、処理可能な最大個数のピッキングを指示するようにしてもよい。これにより、ピッキング処理時間の短縮を図ることができる。

【0063】

或いは、プロセッサ３１１は、補助記憶デバイス３１４に、ピッキング処理のログを記録し、ログに基づき１回のピッキングで処理可能な個数を動的に変化させてもよい。例えば、プロセッサ３１１は、ログから判明するピッキングミスの発生頻度が高い場合は、１回のピッキングで処理可能な個数を減らし、逆に、ログから判明するピッキングミスの発生頻度が低い又はピッキングミスが無い場合は、１回のピッキングで処理可能な個数を増やす。これにより、ピッキング処理時間とその精度の両立を図ることができる。

【0064】

本実施形態によれば、以下（１）～（３）のように、物品処理の効率化を図ることができるＴＷＣＳ２、物品処理制御システムＳ、及びプログラムを提供することができる。

【0065】

（１）ＴＷＣＳ２のプロセッサ２１は、装置データ、物品データ、及びオーダに基づき、オーダに含まれる処理対象物品の特徴に応じた所定のロボットシステム３を選択し、選択した所定のロボットシステム３の計画制御装置３１に対して、物品処理計画を含む第１の制御信号を出力する。例えば、プロセッサ２１は、装置データに含まれるパッドの数、サイズ、１パッド可搬最大重量、及び適合物品の材質のうちの少なくとも一つに関する情報、物品データに含まれる各物品の重量、サイズ、及び材質のうちの少なくとも一つに関する情報、及びオーダに基づき、所定のロボットシステム３を選択する。また、装置データが、把持方式に関する情報を含む場合は、この情報も加えて、プロセッサ２１は、処理対象物品の特徴に応じた所定のロボットシステム３を選択する。このように、処理能力の異なる複数種類のロボットシステム３を設け、さらに、複数種類のロボットシステム３の中から、処理対象物品の特徴に応じたロボットシステム３を選択して、選択されたロボットシステム３に処理対象物品を処理させることにより、物品処理の最適化を図ることができる。

【0066】

（２）計画制御装置３１は、自己の性能情報、物品データ、処理対象物品に関する情報を含むオーダ、処理対象物品の把持面の検出結果、及び処理対象物品のプレース位置の検出結果に基づき、複数ピッキングの可否を判定し、複数ピッキング又は単数ピッキングによる物品の処理を計画し、複数ピッキング又は単数ピッキングによる物品の処理計画を含む第２の制御信号を出力する。このように、上位側ではなく、ロボットシステム３側で、複数ピッキング又は単数ピッキングの判定を受け持つことにより、実際のコンテナ内の物品配置等を考慮した正確な判定が可能となる。

【0067】

（３）ロボットシステム３側の計画制御装置３１は、撮影画像等に基づき、オーダで指定された物品が指定された個数だけピッキングしたか否かを判定する。上位側ではなく、ロボットシステム３側で、ピッキング処理の個数管理を受け持つことにより、実体に即した正確な個数管理が可能となる。

【0068】

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
以下、本願の出願当初の特許請求の範囲に記載の発明を付記する。
［Ｃ１］
複数種類の物品に関する情報を含む物品データ、物品処理性能の異なる複数種類の物品処理装置に関する情報を含む装置データ、及び１又は複数種類の処理対象物品に関する情報を含むオーダを取得する第１の取得部と、
前記物品データ、前記装置データ、及び前記オーダに基づき、前記複数種類の物品処理装置から、処理対象物品を処理する所定の物品処理装置を選択する第１の制御部と、
前記所定の物品処理装置に対して、前記オーダを含む第１の制御信号を出力する第１の出力部と、
を備える物品処理管理装置。
［Ｃ２］
前記物品データは、各物品の重量、サイズ、及び材質のうちの少なくとも一つに関する情報を含む、Ｃ１の物品処理管理装置。
［Ｃ３］
前記装置データは、各物品処理装置の物品の可搬性能に関する情報を含む、Ｃ１又はＣ２の物品処理管理装置。
［Ｃ４］
前記装置データは、各物品処理装置の物品可搬最大重量に関する情報を含む、Ｃ１乃至Ｃ３の何れか一つの物品処理管理装置。
［Ｃ５］
前記装置データは、各物品処理装置の把持方式に関する情報を含む、Ｃ１乃至Ｃ４の何れか一つの物品処理管理装置。
［Ｃ６］
前記装置データは、各物品処理装置の物品をピックアップするパッドの数、サイズ、１パッドあたりの可搬最大重量、及び適合物品の材質のうちの少なくとも一つに関する情報を含む、Ｃ１乃至Ｃ５の何れか一つの物品処理管理装置。
［Ｃ７］
前記オーダは、処理対象物品の識別情報及び個数に関する情報を含む、Ｃ１乃至Ｃ６の何れか一つの物品処理管理装置。
［Ｃ８］
Ｃ１乃至Ｃ７の何れか一つの物品処理管理装置と、
前記所定の物品処理装置による物品処理を制御する物品処理制御装置と、を備え、
前記物品処理制御装置は、
前記物品処理管理装置からの前記第１の制御信号を取得する第２の取得部と、
前記第１の制御信号に基づき処理対象物品の処理を計画する第２の制御部と、
前記所定の物品処理装置に対して、処理対象物品の処理計画を含む第２の制御信号を出力する第２の出力部と、
を備える物品処理制御システム。
［Ｃ９］
前記第２の制御部は、前記物品データ及び前記オーダに基づき、１回のピッキングで１個の処理対象物品をピッキングする単数ピッキング、又は１回のピッキングで複数個の処理対象物品をピッキングする複数ピッキングを選択し、選択した前記単数ピッキング又は前記複数ピッキングに基づき処理対象物品の処理を計画する、Ｃ８の物品処理制御システム。
［Ｃ１０］
前記第２の取得部は、複数の処理対象物品を撮影した画像情報を取得し、
前記第２の制御部は、前記画像情報に基づき、前記単数ピッキング又は前記複数ピッキングを選択する、Ｃ９の物品処理制御システム。
［Ｃ１１］
前記第２の制御部は、前記画像情報から得られる把持面情報に基づき、前記単数ピッキング又は前記複数ピッキングを選択する、Ｃ１０の物品処理制御システム。
［Ｃ１２］
コンピュータに、
複数種類の物品に関する情報を含む物品データ、物品処理性能の異なる複数種類の物品処理装置に関する情報を含む装置データ、及び１又は複数の処理対象物品に関する情報を含むオーダを取得する手順と、
前記物品データ、前記装置データ、及び前記オーダに基づき、前記複数種類の物品処理装置から、処理対象物品を処理する所定の物品処理装置を選択する手順と、
前記所定の物品処理装置に対して、前記オーダを含む第１の制御信号を出力する手順と、
を実行させるプログラム。

【符号の説明】

【0069】

Ｓ…物品処理制御システム
１…ＷＭＳ
２…ＴＷＣＳ
３…ロボットシステム
４…自動倉庫
５…コンベアシステム
２１…プロセッサ
２２…ＲＯＭ
２３…ＲＡＭ
２４…補助記憶デバイス
２５…通信インタフェース
２６…入出力部
３１…計画制御装置
３２…ロボットコントローラ
３３…アーム
３４…ハンド
３５…認識装置
３６、３７…カメラ
３１１…プロセッサ
３１２…ＲＯＭ
３１３…ＲＡＭ
３１４…補助記憶デバイス
３１５…通信インタフェース
３１６…入出力部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】