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公開番号2025142618
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-01
出願番号2024042070
出願日2024-03-18
発明の名称パレット検知装置
出願人株式会社豊田自動織機,株式会社豊田中央研究所
代理人個人,個人,個人,個人,個人
主分類B66F 9/24 20060101AFI20250924BHJP(巻上装置;揚重装置;牽引装置)
要約【課題】コスト及び手間を抑えつつ、パレットの位置を精度良く検知することができるパレット検知装置を提供する。
【解決手段】パレット検知装置20は、複数の計測点を含む3次元の点群データを取得する取得部と、点群データに基づいて推定された平面Fp上にグリッドGを作成することで、平面Fp上に対して複数のグリッドセルGsを設定するグリッド設定部13と、複数のグリッドセルGsについて、平面Fpから計測点までの距離をグリッド値として算出した2次元マップを作成するマップ作成部14と、2次元マップに基づいて計測点のデータ抜けが発生した未計測グリッドセルGs1があるかどうかを判定する判定部15と、未計測グリッドセルGs1があると判定されたときに、未計測グリッドセルGs1のクリッド値を補間することで、2次元マップを補正するマップ補正部16と、2次元マップに基づいてパレット5の位置を決定する位置決定部とを備える。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
フォークリフトにより荷役を行う際にパレットを検知するパレット検知装置であって、
前記フォークリフトから前記パレットまでの距離を計測するセンサを有し、複数の計測点を含む３次元の点群データを取得する取得部と、
前記取得部により取得された前記３次元の点群データに基づいて、前記パレットの正面に相当する平面を推定する平面推定部と、
前記平面推定部により推定された平面上にグリッドを作成することで、前記平面上に対して複数のグリッドセルを設定するグリッド設定部と、
前記グリッド設定部により設定された前記複数のグリッドセルについて、前記平面推定部により推定された平面から前記取得部により取得された計測点までの距離をグリッド値として算出した２次元マップを作成するマップ作成部と、
前記マップ作成部により作成された２次元マップに基づいて、前記複数のグリッドセルのうち前記取得部により前記点群データが取得されずに前記計測点のデータ抜けが発生した未計測グリッドセルがあるかどうかを判定する判定部と、
前記判定部により前記未計測グリッドセルがあると判定されたときに、前記未計測グリッドセルのクリッド値を補間することで、前記マップ作成部により作成された２次元マップを補正するマップ補正部と、
前記マップ作成部により作成された２次元マップまたは前記マップ補正部により補正された２次元マップに基づいて、前記パレットの位置を決定する位置決定部とを備えるパレット検知装置。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
前記パレットの寸法を含むパレット情報に応じたテンプレートを記憶する記憶部を更に備え、
前記位置決定部は、前記マップ作成部により作成された２次元マップまたは前記マップ補正部により補正された２次元マップと前記記憶部に記憶されたテンプレートとをマッチングさせて、前記パレットの位置を決定する請求項１記載のパレット検知装置。
【請求項３】
前記判定部は、前記マップ作成部により作成された２次元マップに基づいて、前記未計測グリッドセルと、前記取得部により前記点群データが取得されたが前記計測点が存在しない計測点無グリッドセルとがあるかどうかを判定し、
前記マップ補正部は、前記判定部により前記未計測グリッドセルがあると判定されたときは、前記未計測グリッドセルのグリッド値を補間することで、前記マップ作成部により作成された２次元マップを補正し、前記判定部により前記計測点無グリッドセルがあると判定されたときは、前記計測点無グリッドセルのグリッド値を補間しない請求項１記載のパレット検知装置。
【請求項４】
前記判定部は、前記マップ作成部により作成された２次元マップに基づいて、前記センサのスキャン順に従って前記未計測グリッドセルがあるかどうかを判定し、
前記マップ補正部は、前記判定部により前記未計測グリッドセルがあると判定されたときに、前記未計測グリッドセルに対して前記センサのスキャン順の上流側及び下流側に隣り合うグリッドセルのグリッド値を用いて、前記未計測グリッドセルのグリッド値を補間する請求項１記載のパレット検知装置。
【請求項５】
前記マップ補正部は、前記判定部により前記未計測グリッドセルがあると判定されたときに、前記未計測グリッドセルの周囲に配置された複数のグリッドセルのグリッド値を用いて、前記未計測グリッドセルのグリッド値を補間する請求項１記載のパレット検知装置。
【請求項６】
前記平面推定部は、前記３次元の点群データに基づいて、地面に対して垂直な平面の法線ベクトルのヒストグラムを作成し、前記ヒストグラムを用いて前記パレットの正面に相当する平面を推定する請求項１記載のパレット検知装置。
【請求項７】
前記センサは、前記パレットに向けてレーザを照射し、レーザの反射光を受光することにより、前記フォークリフトから前記パレットまでの距離を計測する３Ｄレーザセンサである請求項１記載のパレット検知装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、パレット検知装置に関する。
続きを表示（約 2,500 文字）【背景技術】
【０００２】
従来のパレット検知装置としては、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に記載のパレット検知装置は、無人フォークリフトの前方を撮影する撮影装置と、対象パレットの距離測定を行う距離測定装置と、撮影装置から撮影画像を取得する画像取得部と、複数種類のパレットの画像とパレットの種類との組み合わせについての学習モデルを有し、画像取得部により取得された対象パレットの撮影画像を学習モデルに入力してパレットの種類を識別するパレット種類識別部と、距離測定装置から対象パレットの位置・形状データを取得するパレット位置・形状データ取得部と、パレット種類識別部により識別された対象パレットの種類に対応した記憶済みの位置・形状データと対象パレットの位置・形状データとを比較することにより、対象パレットの位置及び姿勢のずれ量を検出するパレットずれ量検出部とを備える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２２－１７９３３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来技術においては、画像データを取得するカメラ等の撮影装置と点群データを取得するＬｉＤＡＲ等の距離測定装置とをフォークリフトに搭載する必要があるため、コストが高くなる。また、パレットの種類毎の学習モデル（学習データ）が必要であり、学習データの作成に大きな手間がかかる。
【０００５】
本発明の目的は、コスト及び手間を抑えつつ、パレットの位置を精度良く検知することができるパレット検知装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
（１）本発明の一態様は、フォークリフトにより荷役を行う際にパレットを検知するパレット検知装置であって、フォークリフトからパレットまでの距離を計測するセンサを有し、複数の計測点を含む３次元の点群データを取得する取得部と、取得部により取得された３次元の点群データに基づいて、パレットの正面に相当する平面を推定する平面推定部と、平面推定部により推定された平面上にグリッドを作成することで、平面上に対して複数のグリッドセルを設定するグリッド設定部と、グリッド設定部により設定された複数のグリッドセルについて、平面推定部により推定された平面から取得部により取得された計測点までの距離をグリッド値として算出した２次元マップを作成するマップ作成部と、マップ作成部により作成された２次元マップに基づいて、複数のグリッドセルのうち取得部により点群データが取得されずに計測点のデータ抜けが発生した未計測グリッドセルがあるかどうかを判定する判定部と、判定部により未計測グリッドセルがあると判定されたときに、未計測グリッドセルのクリッド値を補間することで、マップ作成部により作成された２次元マップを補正するマップ補正部と、マップ作成部により作成された２次元マップまたはマップ補正部により補正された２次元マップに基づいて、パレットの位置を決定する位置決定部とを備える。
【０００７】
このようなパレット検知装置においては、センサによりフォークリフトからパレットまでの距離が計測され、複数の計測点を含む３次元の点群データが取得される。そして、３次元の点群データに基づいて、パレットの正面に相当する平面が推定され、その平面上にグリッドを作成することで、平面上に対して複数のグリッドセルが設定される。そして、複数のグリッドセルについて平面から計測点までの距離をグリッド値として算出した２次元マップが作成される。そして、２次元マップに基づいて、複数のグリッドセルのうち取得部により点群データが取得されずに計測点のデータ抜けが発生した未計測グリッドセルがあるかどうかが判定される。未計測グリッドセルがあると判定されたときは、未計測グリッドセルのクリッド値を補間することで、２次元マップが補正される。そして、作成または補正された２次元マップに基づいて、パレットの位置が決定される。このようにセンサを使用して３次元の点群データを取得することにより、２次元の画像データを取得するカメラ等が不要となる。また、２次元マップを作成することにより、大量の学習データを作成しなくても、パレットの位置が検知される。従って、コスト及び手間が抑えられる。さらに、未計測グリッドセルがあるときは、未計測グリッドセルのグリッド値を補間することにより、適切な２次元マップが得られる。従って、パレットの位置が精度良く検知される。
【０００８】
（２）上記の（１）において、パレット検知装置は、パレットの寸法を含むパレット情報に応じたテンプレートを記憶する記憶部を更に備え、位置決定部は、マップ作成部により作成された２次元マップまたはマップ補正部により補正された２次元マップと記憶部に記憶されたテンプレートとをマッチングさせて、パレットの位置を決定してもよい。
【０００９】
このような構成では、２次元マップとパレットの寸法を含むパレット情報に応じたテンプレートとをマッチングさせることにより、パレットの位置が更に精度良く検知される。
【００１０】
（３）上記の（１）または（２）において、判定部は、マップ作成部により作成された２次元マップに基づいて、未計測グリッドセルと、取得部により点群データが取得されたが計測点が存在しない計測点無グリッドセルとがあるかどうかを判定し、マップ補正部は、判定部により未計測グリッドセルがあると判定されたときは、未計測グリッドセルのグリッド値を補間することで、マップ作成部により作成された２次元マップを補正し、判定部により計測点無グリッドセルがあると判定されたときは、計測点無グリッドセルのグリッド値を補間しなくてもよい。
（【００１１】以降は省略されています）

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