JPH11130266A - 荷役装置のコンテナ載置状態検出方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 トラック荷台上のコンテナ群の状態を検知し
て荷役装置を正確に制御する荷役装置のコンテナ載置状
態検出方法を提供することを目的とする。 【解決手段】 本発明の荷役装置のコンテナ載置状態検
出方法は、予めＸ−Ｙ平面座標データとして有した入庫
ポート１ａにトラック２が入庫した際に、該Ｘ−Ｙ平面
座標に基づいて、走行及び横行移動する荷役装置４に設
けたカメラ１０を、コンテナ群全体上面の少なくとも対
角の２隅に粗動し、撮像した画像から４個のコンテナ３
の角で囲まれる空間部分を検出した後、該空間部分の中
心座標を各々求め、これらの中心座標とＸ−Ｙ平面座標
とを比較してコンテナ群全体の位置を検知し、さらに、
撮像領域中心に該空間部分の中心を合わせて所定範囲の
４個のコンテナ３の角の画素数を検出した後、４個のコ
ンテナ３の角までの距離を求めてコンテナ群の高さを検
知するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば青果場にお
いて、トラック荷台に積載された青果物の入ったコンテ
ナを荷降す際に、コンテナ群の平面位置と高さを検知す
ることによって正確に荷役装置を制御することができる
荷役装置のコンテナ載置状態検出方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来は、コンテナをトラックから荷降し
する荷役作業を手作業で行っている。また、人手による
荷降し作業効率の向上を図るために、荷役装置を用いて
行うことも検討されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】コンテナを複数積層し
たトラックの荷台は、コンテナを荷降しする度にトラッ
ク荷台及びコンテナ最上層が上昇したり傾きが変化す
る。しかもその変化量は車種あるいは個別のトラック毎
に異なっている。このような状況にあって荷役装置を用
いてコンテナの荷役作業を行う場合、荷役装置の走行、
横行、及び昇降移動するクランプ機構をトラック荷台上
のコンテナ群に対して正確に位置決めしないと、コンテ
ナを掴み損ねたり、無関係な箇所でコンテナを落下させ
たりするといった誤動作が生じる可能性がある。

【０００４】本発明は、上記した問題を解決するために
なされたものであり、トラック荷台上のコンテナ群の状
態を検知することにより正確に制御することができる荷
役装置のコンテナ載置状態検出方法を提供することを目
的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、予めトラックの入庫場所をＸ−Ｙ平面座
標データとして有し、ここにトラックが入庫すると、こ
のＸ−Ｙ平面座標に基づいてカメラを粗動し、このカメ
ラによりコンテナ群全体上面の少なくとも対角の２隅に
各々位置する４個のコンテナの角で囲まれる空間部分を
撮像し検出し、該空間部分の中心座標を求め、この中心
座標とＸ−Ｙ平面座標とを比較してトラック荷台上のコ
ンテナ群全体の平面位置を検知し、次に、撮像領域中心
に４個のコンテナの角で囲まれる空間部分を合わせた後
に、所定範囲の４個のコンテナの角における画素数を検
出して、この検出結果から４個のコンテナの角までの距
離を求めてコンテナ群の高さを求め、これらの検知結果
からコンテナの載置状態を検出するようにしたのであ
る。こうすることで、コンテナ群の平面位置及び高さ位
置を検知した正確なコンテナ載置状態を検出することが
できる。

【０００６】

【発明の実施の形態】本発明は、トラックが入出庫する
場所を予めＸ−Ｙ平面座標データとして有し、Ｘ−Ｙ平
面座標内にトラックが入庫した際に、該Ｘ−Ｙ平面座標
に基づいて、走行及び横行移動する荷役装置に設けたカ
メラを、トラック荷台上のコンテナ群全体上面の少なく
とも対角の２隅に粗動し、これら対角の２隅の各々にお
いてカメラで撮像した画像から４個のコンテナの角で囲
まれる空間部分を検出した後、この検出結果に基づいて
該空間部分の中心座標を各々求め、これらの中心座標と
Ｘ−Ｙ平面座標とを比較してトラック荷台上のコンテナ
群全体の平面位置を検知し、さらに、カメラで撮像した
４個のコンテナの角で囲まれる空間部分を撮像領域の中
心に合わせて、所定範囲の４個のコンテナの角における
画素数を検出した後、この検出結果に基づいて４個のコ
ンテナの角までの距離を求めてトラック荷台上のコンテ
ナの高さを検知し、これら検知した高さと平面位置とか
らコンテナの載置状態を検出するようにしたものであ
る。

【０００７】

【実施例】以下に、本発明の実施例について図面を参照
して説明する。図１は、本発明の荷役装置のコンテナ載
置状態検出方法が適用される自動荷役設備の概略構成を
示す。図２は、自動荷役設備における荷役装置周辺を示
す。図３は、自動荷役設備におけるクランプ機構の要部
を拡大して示す。図４は、自動荷役設備におけるクラン
プ機構の要部を平面視した状態を示す。図５は、本発明
の荷役装置のコンテナ載置状態検出方法におけるコンテ
ナの角部の検出パターン形状を示す。図６は、本発明の
荷役装置のコンテナ載置状態検出方法における４個のコ
ンテナで囲まれた空間部分の中心位置を検出する原理に
ついて示す。図７は、コンテナの角部の画素検出原理示
す。図８は、コンテナ群の高さと画素数との関係を示
す。

【０００８】本発明の荷役装置のコンテナ載置状態検出
方法は、図示する自動荷役設備１にて実施される。自動
荷役設備１は、例えば空気圧タイヤを装着した軽四輪車
のトラック２の荷台からコンテナ３を荷積み又は荷降し
作業し、トラック２から荷降ししたコンテナ３を載置す
るパレット１Ａを載せるローラテーブル１Ｂ、このロー
ラテーブル１Ｂから所定場所へとコンテナ３を搬送する
コンベア１Ｃなどを備え、その他以下の構成となってい
る。

【０００９】４は、荷役作業位置全体の上方に柱４ａで
支持された２本の走行ビーム５に移動可能に設けた荷役
装置であり、この荷役装置４は、走行ビーム５，５に案
内されてトラック２の進行方向に移動する走行台車７
と、トラック２の進行方向に移動可能な走行台車７上に
設けた横行台車８と、横行台車８から昇降するクランプ
機構９とを有している。これら走行台車７、横行台車
８、クランプ機構９の駆動に際しては、不図示の制御装
置からの出力に応じて各々の駆動部が制御され、各々移
動、昇降、掴み又は離し動作を行うように構成されてい
る。

【００１０】また、クランプ機構９は、例えばトラック
２の荷台上のコンテナ３を縦方向に２個、横方向に２個
の計４個を一括してクランプした後吊り上げて搬送し、
パレット１Ａの上に荷降ろししたり、パレット１Ａから
一括して４個のコンテナ３をトラック２の荷台へと荷積
みしたりするために、以下のように構成されている。

【００１１】１１は、横行台車８に配置された昇降機
構、例えばウインチであり、このウインチ１１により巻
取りまたは送出しされるワイヤーロープ１１ａを介して
昇降ベース１２が吊り下げ状に保持されている。そし
て、この昇降ベース１２の昇降を案内する機構として、
本発明ではパンタグラフ機構１３を採用している。な
お、本実施例構成では、パンタグラフ機構１３のスライ
ド部にリニアガイド１３ａを採用したものを示してい
る。

【００１２】１４は、昇降ベース１２の下方に水平回転
機構を介して設置された回転ベースである。回転ベース
１４の水平回転機構としては、本実施例構成では、昇降
ベース１２に回転が自在なように枢軸１５を貫通状に枢
支し、この枢軸１５を例えばパワーシリンダ１６によっ
て回転させるものを示している。そして、枢軸１５の下
端部に回転ベース１４を取り付けることによって、回転
ベース１４は枢軸１５と一体的に水平回転するようにな
っている。

【００１３】１７は、回転ベース１４に垂下状に設置し
た例えば２基で対をなすエアーシリンダであり、本実施
例構成では、この対をなすエアーシリンダ１７を４対設
置したものを示している。そして、これら対をなすエア
ーシリンダ１７のロッド端には例えばワイヤーロープ１
８を介して、それぞれクランプ部１９が吊り下げ状に設
置されている。

【００１４】クランプ部１９は、ハンドベース１９ａ上
に、２基で対をなす位置決め用エアーシリンダ１９ｂと
クランプ用エアーシリンダ１９ｃとをそれぞれ所定配置
した構成であり、このうち位置決め用エアーシリンダ１
９ｂは、図４に示すように、平面視コンテナ３の対角線
上に配置され、コンテナ３の対向する角部を、そのロッ
ド端に取り付けた押出金具１９ｄで内側から張出状に押
すために用いられる。また、クランプ用エアーシリンダ
１９ｃは、平面視コンテナ３の長手方向中心線上に配置
され、コンテナ３に設けられた両把手部３ａにクランプ
爪１９ｅをそれぞれの内側から係合させるために用いら
れる。

【００１５】さらに、クランプ部１９には、ハンドベー
ス１９ａの縁部がコンテナ３に接触した時に、エアーシ
リンダ１７のロッド端の突出を停止させるためのリミッ
トスイッチＳ１と、クランプ爪１９ｅのアーム基端部が
接触するとウインチ１１を駆動して昇降ベース１２を上
昇させるリミットスイッチＳ２とが設けられている。

【００１６】なお、２０は、昇降ベース１２に垂下状に
設置したシリンダーであり、回転ベース１４の上面にお
ける該シリンダー２０のロッドと対向する位置に立設し
たガイド筒２１に該ロッドを嵌入させることで、回転ベ
ース１４の回転を防止するものである。

【００１７】そして、本発明方法を実施する際に用いら
れるカメラ１０は、横行台車８の各部材を保持した横行
ベース８ａの横行方向の中央位置から走行方向に突出し
て設けた保持部材１０ａによってその光軸が下方垂直に
向くように保持されている。

【００１８】上記構成において、コンテナ３の荷役作業
は各部の駆動を制御して行われるが、この制御を行うに
際しては、コンテナ３の位置や高さを正確に検出する必
要があり、これらの検出データを不図示の制御装置に与
えることによって、目標とするコンテナ３を適正、かつ
効率よく荷降ろし又は荷積みすることができるのであ
る。

【００１９】そこで、以下に、例えばコンテナ荷降し動
作を実施する際における、本発明方法によるコンテナ３
の載置状態検出手順を説明する。まず、自動荷役設備１
には図１に示すようにトラック２が入庫する位置に、入
庫ポート１ａが設けられており、この入庫ポート１ａの
平面データは、不図示の記憶装置に固定的に予めＸ−Ｙ
平面座標データとして記憶されている。

【００２０】ここで、例えばトラック２が入庫ポート１
ａに若干斜めに入庫した際には、Ｘ−Ｙ平面座標に対し
てずれを生じることとなるが、入庫ポート１ａにトラッ
ク２が入庫したときには、必ず荷台上に載置されたコン
テナ群の４隅の各々のＸ−Ｙ平面座標が、各々Ｘ−Ｙ平
面座標の所定範囲内に位置するものとして、次にカメラ
１０をこれらコンテナ群の４隅のうちの１つに向けて粗
動させる。

【００２１】ここで、上記Ｘ−Ｙ平面座標の所定範囲と
は、カメラ１０における撮像視野の範囲であり、入庫ポ
ート１ａを平面視した際においてコンテナ群の隅が各々
位置すると考えられるＸ−Ｙ平面座標について各々所定
範囲を定め、この所定範囲のＸ−Ｙ平面座標中心に向け
てカメラ１０を移動させれば、例えトラック２が入庫ポ
ート１ａに対して斜めに入庫しても、入庫ポート１ａに
入庫さえしていれば、カメラ１０の撮像視野にコンテナ
群の隅を必ず入れることができるのである。

【００２２】カメラ１０で撮像視野に入った映像は２値
化処理され、次に、撮像画像を走査して２値化処理デー
タに基づく各画素ごとの明暗でコンテナ３の角部を検出
する。すなわち、上記撮像画像の走査時には、予め記憶
装置に記憶されたコンテナ３の角部の図５（ａ）〜
（ｄ）の各々に示す４パターンの形状についてパターン
マッチング処理、すなわち、例えば図５（ａ）に示す形
状を順次９０゜，１８０゜，２７０゜と回転させて撮像
画像上で４個のパターンを検出することにより、コンテ
ナ３の角部が次々と検出されるのである。なお、図５に
おける（ａ）〜（ｄ）の各々に示す撮像領域での画素
は、ここでは原理を示すために実際より粗く示してい
る。

【００２３】そして、撮像画像において角部の４パター
ン全てを検出した際に、４個のコンテナの角部で囲まれ
た空間部分が検出されることとなり、この空間部分の中
心を図６に示す原理に基づいてＸ，Ｙ方向に各々コンテ
ナ３の縁部を延ばした時の交点Ｑ１〜Ｑ４の平均座標を
演算して中心座標として検出し、この中心が上記Ｘ−Ｙ
平面座標上でどこに位置するのかを検出する。すなわ
ち、カメラ１０の撮像視野の中心座標は、上記したよう
に所定範囲のＸ−Ｙ平面座標の中心座標であるので、撮
像視野中心から４個のコンテナの角部で囲まれた空間部
分の中心がＸ，Ｙに各々どれだけ移動した位置にあるか
を演算すれば、Ｘ−Ｙ平面座標での位置が検出できるの
である。

【００２４】以上の手順をトラック荷台上のコンテナ群
全体上面の少なくとも対角の２隅について行えば、入庫
ポート１ａに対するトラック２の入庫状態が認識できる
のである。

【００２５】一方、本発明方法においては、上記カメラ
１０で平面位置検知を行った後に高さ検知を行う。この
高さ検知は、上記したコンテナ群の平面検知によって求
めたコンテナ群のある１隅に位置する４個のコンテナ３
で囲まれた空間部分を、撮像領域中心に合わせて、撮像
領域の所定範囲において４個のコンテナ３の隣接する角
部がどれだけの画素数で構成されているかを検出するの
である。

【００２６】ここで、カメラ１０から最上層のコンテナ
３までが近い、つまりコンテナ群の高さとしては高い位
置にある場合には、図７（ａ）に示すように撮像領域に
対して大きく４個のコンテナ３の隣接する角部が撮像さ
れる。逆に、カメラ１０から最上層のコンテナ３までが
遠い、つまりコンテナ群の高さとしては低い位置にある
場合には、図７（ｂ）に示すように撮像領域に対して小
さく４個のコンテナ３の隣接する角部が撮像される。こ
こで、コンテナ３の角部の屈曲箇所を除く１辺の画素
数、例えば〜の各々の範囲に撮像された画素数を４
辺総てについて検出する。なお、図７では、図５よりも
画素を細かく示しているが、基本的に図５及び図７とも
模式的に画素を示しているに過ぎないので、図５と図７
の画素数の整合性は問わないこととする。

【００２７】そして、各々の範囲に撮像された画素数か
ら、各辺における画素数に相当するカメラ１０までの距
離が求められ、この後、カメラ１０の所定高さの待機位
置から、上記で求めたカメラ１０までの距離を減算する
ことにより、コンテナ群の高さが検知できる。なお、１
辺の画素数とコンテナ群の高さの関係は図８に示すよう
に示される。そして、各々隣接する４個のコンテナ３の
角部の各辺までの高さの平均を求めることにより、４個
のコンテナ３で囲まれた空間部分の高さが検知できる。

【００２８】このようにして、コンテナ群のＸ−Ｙ平面
座標及び高さ位置を検知した後、このコンテナ群の状態
情報に基づいてクランプ機構９をＸ−Ｙ方向に微調整
し、検知した高さ位置の若干手前まで、ウインチ１１を
駆動して昇降ベース１２を高速下降させ、この後ウイン
チ１１を停止する。そして、４個のコンテナ３に対応す
るリミットスイッチＳ１が総て作動するまでエアーシリ
ンダー１７のロッドを突出させ、４個のコンテナ３に対
応するリミットスイッチＳ１が作動した後、位置決め用
エアーシリンダー１９ｂ及びクランプ用エアーシリンダ
１９ｃを駆動してコンテナ３を把持する。そして、クラ
ンプ用エアーシリンダ１９ｃを駆動してクランプ爪１９
ｅが開くと、該クランプ爪１９ｅのアーム基端部がリミ
ットスイッチＳ２と接触して作動し、これによりウイン
チ１１が巻取駆動されて昇降ベース１２が上昇し、この
後パレット１Ａに荷役装置４を移動させ、ここでコンテ
ナ３を載置する。

【００２９】なお、上記動作中にエアーシリンダ１７を
駆動する理由は以下の通りである。すなわち、上記高さ
検知により正確な高さは把握しているものの、その高さ
まで高速に昇降ベース１２を下降させるとコンテナ群の
傾き具合によっては干渉したり衝突したりする可能性が
あるので、若干手前で昇降ベース１２の下降を停止して
いること、及びコンテナ群全体が傾いている場合には例
えば一度に掴む４個のコンテナ３のうち傾いた最上部に
位置するコンテナ３の縁部でリミットスイッチＳ１が作
動することとなり、傾いた最下部に位置するコンテナ３
には押出金具１９ｄ及びクランプ爪１９ｅが当該コンテ
ナ３に対して正しく位置せず、傾いた最下部に位置する
コンテナ３を掴み損なうことがあるためである。

【００３０】従って、４個のコンテナ３を確実に掴むた
めに、４個のリミットスイッチＳ１が作動するまでエア
ーシリンダ１７のロッドを突出させるのである。こうす
ることで、既にコンテナ３の上縁部にハンドベース１９
ａが接触している場合にはワイヤーロープ１８が撓み、
そうでない場合にはエアーシリンダ１７のロッドを突出
させることで初めてコンテナ３の上縁部にハンドベース
１９ａが接触し、一度に掴む４個のコンテナ３に対し
て、例えコンテナ群が傾いていたとしても押出金具１９
ｄ及びクランプ爪１９ｅを正しく位置させることができ
るのである。

【００３１】そして、コンテナ群の隅に位置する４個の
コンテナ３を荷降しした後に、以下、コンテナ群の位置
情報に基づいてコンテナ３の寸法から演算した次の荷降
しポイントまで、荷役装置４によりクランプ機構９を移
動して上記の手順を繰り返すことにより、迅速かつ確実
に荷降ろし作業を行うことができる。

【００３２】以上説明したように、本発明の荷役装置の
コンテナ載置状態検出方法によって、トラック２の荷台
に積載されたコンテナ３の正確な平面位置、及び高さに
関する情報を検知することにより、コンテナ３を荷降し
する度にトラック２の荷台及びコンテナ群の最上層が上
昇したり傾きが変化したり、その変化量が車種あるいは
個別のトラック２毎に異なっていても、正確に自動荷役
設備１の各部を制御することができ、従ってコンテナ３
の荷降し作業を迅速かつ効率的に行うことができる。

【００３３】なお、上記実施例では、コンテナ３の荷降
しについての手順を説明したが、トラック２へコンテナ
３を荷積みするには、自動荷役設備１としては上記と逆
の動作を行い、本発明方法においては、空荷のトラック
２の荷台上の平面座標から予め記憶してあるＸ−Ｙ平面
座標に基づいて荷台の平面位置状態を認識させ、コンテ
ナ３の載置位置をオペレーターが決定すれば、以降、こ
の情報に基づいて１段ずつ積層し、この積層時にカメラ
１０で前段の４個のコンテナ３で囲まれる中心位置のＸ
−Ｙ平面座標及び高さを検知してここを目標として４個
のコンテナ３を一度に荷積みする。このように荷積み作
業においても本発明方法を採用することで、上記と同等
に迅速かつ確実に作業を行うことができる。

【００３４】

【発明の効果】以上のように、本発明の荷役装置のコン
テナ載置状態検出方法は、カメラによりトラック荷台上
にあるコンテナ群を撮像し、この撮像データと予め記憶
されたＸ−Ｙ平面座標とを参照して実際のコンテナ群の
平面位置を検知し、また、カメラによって撮像した画像
データにおける画素数を検出してコンテナ群の実際の高
さを求め、これらの検知結果によってコンテナの載置状
態検出するようにしたので、これらの情報に基づいて荷
役装置の各部が正確に制御でき、荷役作業を迅速に行う
ことができると共に、荷役作業に伴って変化する荷台及
びコンテナ群の高さや傾きなどに対応でき、誤動作を低
減させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の荷役装置のコンテナ載置状態検出方法
が適用される自動荷役設備の概略構成を示す斜視図であ
る。

【図２】本発明の荷役装置のコンテナ載置状態検出方法
が適用される自動荷役設備における荷役装置及びクラン
プ機構周辺を示す側面図である。

【図３】本発明の荷役装置のコンテナ載置状態検出方法
が適用される自動荷役設備におけるクランプ機構の側面
を示す要部拡大図である。

【図４】本発明の荷役装置のコンテナ載置状態検出方法
が適用される自動荷役設備におけるクランプ機構の要部
拡大図である。

【図５】（ａ）〜（ｄ）は、本発明の荷役装置のコンテ
ナ載置状態検出方法におけるコンテナの角部の検出パタ
ーン形状を示す図である。

【図６】（ａ）〜（ｄ）は、本発明の荷役装置のコンテ
ナ載置状態検出方法における４個のコンテナで囲まれた
空間部分の中心位置検出の原理を説明するための図であ
る。

【図７】（ａ），（ｂ）は、本発明の荷役装置のコンテ
ナ載置状態検出方法における高さ検知原理を説明するた
めの、カメラの撮像領域に撮像された４個のコンテナの
隣接する角部を示す図である。

【図８】本発明の荷役装置のコンテナ載置状態検出方法
における画素数と高さの関係を示す図である。

【符号の説明】

１ 自動荷役設備 ３ コンテナ ４ 荷役装置 １０ カメラ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 トラックが入出庫する場所を予めＸ−Ｙ
   平面座標データとして有し、前記Ｘ−Ｙ平面座標内にト
   ラックが入庫した際に、該Ｘ−Ｙ平面座標に基づいて、
   走行及び横行移動する荷役装置に設けたカメラを、トラ
   ック荷台上のコンテナ群全体上面の少なくとも対角の２
   隅に粗動し、これら対角の２隅の各々において前記カメ
   ラで撮像した画像から４個のコンテナの角で囲まれる空
   間部分を検出した後、この検出結果に基づいて該空間部
   分の中心座標を各々求め、これらの中心座標と前記Ｘ−
   Ｙ平面座標とを比較してトラック荷台上のコンテナ群全
   体の平面位置を検知し、さらに、前記カメラで撮像した
   ４個のコンテナの角で囲まれる空間部分を撮像領域の中
   心に合わせて、所定範囲の４個のコンテナの角における
   画素数を検出した後、この検出結果に基づいて４個のコ
   ンテナの角までの距離を求めてトラック荷台上のコンテ
   ナの高さを検知し、これら検知した前記高さと前記平面
   位置とからコンテナの載置状態を検出するようにしたこ
   とを特徴とする荷役装置のコンテナ載置状態検出方法。