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公開番号2025120007
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-15
出願番号2024015192
出願日2024-02-02
発明の名称物品検出装置、物品検出方法、及び産業車両
出願人株式会社豊田自動織機,国立研究開発法人産業技術総合研究所
代理人個人,個人,個人,個人,個人
主分類B66F 9/24 20060101AFI20250807BHJP(巻上装置;揚重装置;牽引装置)
要約【課題】制御を容易に行うことができる物品検出装置、物品検出方法、及び産業車両を提供する。
【解決手段】情報画像作成部103は、カメラ座標系をパレット座標系に変換して情報画像を作成する。演算部104は、情報画像中において、前面61aに注目しておけば、撮影部32の位置や姿勢のずれを容易に取得することができ、カメラ座標系及び産業車両座標系の位置関係に基づくことで、産業車両150の位置や姿勢のずれを容易に取得することができる。また、情報画像作成部103は、周囲画像を水平投影面HFに対して投影した第1の情報画像を作成し、周囲画像を垂直投影面VFに対して投影した第2の情報画像を作成する。これにより、演算部104は、一方の情報画像中だけでは検出しにくい位置や姿勢のずれも、両方の情報画像を用いることで、正確に取得することができる
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
産業車両が搬送する物品を検出する物品検出装置であって、
前記物品検出装置の周囲を撮影した周囲画像を取得する画像取得部と、
前記周囲画像に基づいて、前記物品の検出対象部位に関する情報を認識し易い状態に変換した情報画像を作成する情報画像作成部と、
前記情報画像に基づいて、前記産業車両の位置及び姿勢の少なくとも一方を演算する演算部と、を備え、
前記物品検出装置は、前記画像取得部の第１の座標系を設定し、前記産業車両の任意の位置に第２の座標系を設定し、前記物品の任意の位置に第３の座標系を設定し、
前記情報画像作成部は、前記第１の座標系を前記第３の座標系に変換し、前記周囲画像を水平投影面に対して投影した第１の情報画像を作成し、前記周囲画像を垂直投影面に対して投影した第２の情報画像を作成し、
前記演算部は、前記第１の座標系及び前記第２の座標系の位置関係と、前記第１の情報画像及び前記第２の情報画像に基づいて、前記物品に対する前記産業車両の前記位置及び前記姿勢の少なくとも一方を演算する、物品検出装置。
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
前記演算部は、
前記第１の情報画像中における前記検出対象部位と、前記第１の情報画像中における第１の基準位置との間のずれ量に基づいて、前記産業車両の姿勢、及び第１の位置を演算し、
前記第２の情報画像中における前記検出対象部位と、前記第２の情報画像中における第２の基準位置との間のずれ量に基づいて、前記産業車両の第２の位置を演算する、請求項１に記載された物品検出装置。
【請求項３】
前記第２の座標系は、前記産業車両における旋回中心に設定される、請求項１に記載された物品検出装置。
【請求項４】
前記物品は、パレットであり、前記検出対象部位は、前記パレットの前面であり、
前記演算部は、
前記第１の情報画像中において、前記前面の底側の端部と、前記第１の基準位置との間のずれ量を取得し、
前記第２の情報画像中において、前記前面の幅方向の中心位置と、前記第２の基準位置との間のずれ量を取得する、請求項２に記載された物品検出装置。
【請求項５】
前記演算部によって演算された前記産業車両の前記位置及び姿勢の少なくとも一方の情報に基づいて、前記産業車両を制御する運転制御部を更に備える、請求項１に記載された物品検出装置。
【請求項６】
産業車両が搬送する物品を検出する物品検出方法であって、
産業車両の周囲を撮影した周囲画像を取得する画像取得ステップと、
前記周囲画像に基づいて、前記物品の検出対象部位に関する情報を認識し易い状態に変換した情報画像を作成する情報画像作成ステップと、
前記情報画像に基づいて、前記産業車両の位置及び姿勢の少なくとも一方を演算する演算ステップと、を備え、
画像取得部の第１の座標系を設定し、前記産業車両の任意の位置に第２の座標系を設定し、前記物品の任意の位置に第３の座標系を設定し、
前記情報画像作成ステップでは、前記第１の座標系を前記第２の座標系に変換し、前記周囲画像を水平投影面に対して投影した第１の情報画像を作成し、前記周囲画像を垂直投影面に対して投影した第２の情報画像を作成し、
前記演算ステップでは、前記第１の情報画像及び前記第２の情報画像と、前記第１の座標系及び前記第２の座標系の位置関係と、に基づいて、前記物品に対する前記産業車両の前記位置及び前記姿勢の少なくとも一方を演算する、物品検出方法。
【請求項７】
請求項１～５の何れか一項に記載の物品検出装置を備える産業車両。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、物品検出装置、物品検出方法、及び産業車両に関する。
続きを表示（約 2,500 文字）【背景技術】
【０００２】
従来の物品検出装置としては、例えば特許文献１に記載されている技術が知られている。特許文献１に記載の物品検出装置は、多層積みされたパレットをフォークリフトで取り出して搬送させる場合に、パレットの存在位置及びフォークの挿入位置の認識のために用いられる。この物品検出装置は、荷役対象であるパレットの位置を物品の全体の輪郭に対する相対的関係が既知な物品の特徴部から検出することで、当該パレットの前面の位置及び姿勢を演算している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開平５－１５７５１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の技術は、正面方向から荷役対象であるパレットに近づいた後に、その位置を検出する場合には有効だが、近年、正面方向に限らず、パレットから離れた位置から周囲を観測し、対象となるパレットを検出し、その位置と姿勢を算出することが求められている。車体が荷役する物品の近傍に近付く前に、物品検出装置が物品の荷役対象部位の位置や姿勢を把握しておくことで、産業車両はスムーズに搬送を行えるような軌道で、物品に近付くことができる。また、このような産業車両の制御を正確に行うのみならず、容易に行うことが求められていた。
【０００５】
従って、本発明は、制御を正確、且つ容易に行うことができる物品検出装置、物品検出方法、及び産業車両を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様に係る物品検出装置は、産業車両が搬送する物品を検出する物品検出装置であって、物品検出装置の周囲を撮影した周囲画像を取得する画像取得部と、周囲画像に基づいて、物品の検出対象部位に関する情報を認識し易い状態に変換した情報画像を作成する情報画像作成部と、情報画像に基づいて、産業車両の位置及び姿勢の少なくとも一方を演算する演算部と、を備え、物品検出装置は、画像取得部の第１の座標系を設定し、産業車両の任意の位置に第２の座標系を設定し、物品の任意の位置に第３の座標系を設定し、情報画像作成部は、第１の座標系を第３の座標系に変換し、周囲画像を水平投影面に対して投影した第１の情報画像を作成し、周囲画像を垂直投影面に対して投影した第２の情報画像を作成し、演算部は、第１の座標系及び第２の座標系の位置関係と、第１の情報画像及び第２の情報画像に基づいて、物品に対する産業車両の位置及び姿勢の少なくとも一方を演算する。
【０００７】
この物品検出装置は、物品検出装置の周囲を撮影した周囲画像を取得する画像取得部と、周囲画像に基づいて、物品の検出対象部位に関する情報を認識し易い状態に変換した情報画像を作成する情報画像作成部と、を備えている。例えば、物品検出装置と物品との距離や位置関係により、物品検出装置の周囲の様子を示した周囲画像からは、直接的に物品を検出しにくい場合がある。これに対し、情報画像作成部は、物品検出装置の周囲を撮影した周囲画像に基づいて、物品の荷役対象部位を検出するのに適した情報画像を作成できる。また、物品検出装置は、情報画像に基づいて、産業車両の位置及び姿勢の少なくとも一方を演算する演算部を備える。このように、演算部は、物品の荷役対象部位を検出するのに適した情報画像を介して演算を行うことで、産業車両が物品の近傍に近付く間、常に物品に対する産業車両の位置及び姿勢の少なくとも一方を演算できる。ここで、情報画像作成部は、第１の座標系を第３の座標系に変換して情報画像を作成する。このように変換された情報画像中では、撮影部の姿勢や位置にずれがない場合は、検出対象部位が情報画像中の特定の位置に配置される。一方、撮影部の姿勢や位置にずれがある場合は、情報画像中にて、検出対象部位が情報画像中の特定の位置からずれる。従って、演算部は、情報画像中において、検出対象部位に注目しておけば、撮影部の位置や姿勢のずれを容易に取得することができ、第１の座標系及び第２の座標系の位置関係に基づくことで、産業車両の位置や姿勢のずれを容易に取得することができる。また、情報画像作成部は、周囲画像を水平投影面に対して投影した第１の情報画像を作成し、周囲画像を垂直投影面に対して投影した第２の情報画像を作成する。これにより、演算部は、一方の情報画像中だけでは検出しにくい物品に対する産業車両の位置や姿勢のずれも、両方の情報画像を用いることで、正確に取得することができる。以上より、制御を正確、且つ容易に行うことができる。
【０００８】
演算部は、第１の情報画像中における検出対象部位と、第１の情報画像中における第１の基準位置との間のずれ量に基づいて、産業車両の姿勢、及び第１の位置を演算し、第２の情報画像中における検出対象部位と、第２の情報画像中における第２の基準位置との間のずれ量に基づいて、産業車両の第２の位置を演算してよい。この場合、各情報画像中の検出対象部位と、基準位置との間のずれ量を把握することで、容易に産業車両の位置及び姿勢を演算することができる。
【０００９】
第２の座標系は、産業車両における旋回中心に設定されてよい。この場合、演算部は、産業車両の位置及び姿勢を更新するための動作を容易に演算することができる。
【００１０】
物品は、パレットであり、検出対象部位は、パレットの前面であり、演算部は、第１の情報画像中において、前面の底側の端部と、第１の基準位置との間のずれ量を取得し、第２の情報画像中において、前面の幅方向の中心位置と、第２の基準位置との間のずれ量を取得してよい。この場合、情報画像作成部は、第１の情報画像、及び第２の情報画像において、特徴が表れやすい態様にて、検出対象部位の位置を示すことができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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