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JP3646478B2 - Object position recognition device - Google Patents
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は物体の位置認識装置に関し、特にパレット上に複数の袋物をその一部が他の一部に重なるように時計回り若しくは反時計回りに順次重ね合わせた場合において最も上に重ねてある袋物を特定する場合に用いて有用なものである。
【0002】
【従来の技術】
袋物はパレットに載置する場合、荷崩れを起こさないように重りを持たせておく(上の袋物の一部を下の袋物の一部に乗せた状態にすること。)必要がある。また、積み方の順番も必然的に決まり、図5に示すように、例えば右上の袋物Aから反時計回りに袋物B、C、Dの順にパレット1上に積んでいく。このとき袋物A〜Cの一部にはその上になる袋物B〜Dの一部を重ねてある。したがって、このようにパレット1上に載置された袋物A〜Dをロボットでハンドリングしてコンベアに移送する場合、最も上の袋物Dを認識してこの袋物Dから順次移送する必要がある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
上述の如きハンドリングに先立つ袋物A〜Dの位置関係を画像処理により実現する場合、特徴相関により特定のマーク等を認識したり、モデルベーストマッチング方式による物体認識方法を利用することが考えられるが、袋物A〜Dは形状の変化が大きいため、これらの方法による認識は困難である。ちなみに、物体認識の手法として物体の特徴相関によって認識したり物体の画像相関によって認識する方法等が提案され、現実に利用されているが、ここでの特徴相関では画像のフィルタリング処理を施して物体のエッジを求め、そのエッジを直線や、円弧で表し、これを特徴として物体を記述するというものである。
【0004】
本発明は、上記従来技術に鑑み、袋物等の物体を一部重ね合わせて積載した場合の最も上の物体を画像処理により容易に特定することができる物体の位置認識装置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本発明の構成は、
袋物等の物体であってその表面に複数個の特定のマークが付されている物体の一部に他の同様な物体の一部が重なるように時計回り若しくは反時計回りに順次複数の物体を重ね合わせた場合における物体の位置認識装置において、
上記物体の全体の画像を取込んでこのときの画像信号に基づく特徴抽出により上記マークの位置を検出し、このマークに基づき物体の重ね合わせ方向を検出するととともに最も上に重ねてある物体の位置を検出するように構成したことを特徴とする。
【0006】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。
【0007】
図1は本形態で認識処理を行う袋物A〜Dの袋(クラフト紙等で形成してある。)を示す平面図である。同図に示すように、この袋2の左右の側面部にはそれぞれ袋2の長手方向が長辺である長方形の赤色のマーク2a、2b、が付されており、また中央の平面部にはマーク2a、2bと同様の長方形の赤色のマーク2c及び青色と水色とからなるマーク2dが付されている。さらに、袋2の開口部2eにはミシン目が形成されるとともに赤色が塗布されている。この結果、かかる袋2に内容物を詰め込んだ場合には側面部のマーク2a、2bは上方からは見えず、マーク2c、2dのみが見える。一方、袋2に内容物を詰め込んだ袋物A〜Dを、図5に示すように、一部(袋体2の側面部)を重ね合わせて積み重ねた場合には袋2に傾きを生じる結果、マーク2a若しくはマーク2bが見えるような状態になる。本形態はこのマーク2a若しくはマーク2bとマーク2cとを検出してこのマーク2a、2b、2cと物体A〜Dとの関係を検出する。
【0008】
図2は本形態に係る位置認識装置を示すブロック図である。同図に示すようにカメラ3はパレット1上に載置された袋物A〜Dをその上方から撮影してその画像信号を画像処理装置4で処理するように構成したものである。このときの画像信号はモニタ5の画面上に再生するようになっている。
【0009】
上記画像処理装置4は次のような処理を行う。今、袋物A〜Dが、図3に示すように、反時計回りに回して或る袋物の一部が他の袋物の一部に重なるようにパレット1 上に積み重ねられている場合を考える。この場合袋物Aは図中左端が、袋物Bは下端が、袋物Cは右端が、袋物Dは上端がそれぞれ開口部2e(図1参照)となるように載置してある。画像処理装置4では物体認識による位置の計測を行うとともに、2値化処理の特徴抽出により赤色のマーク2a〜2cの位置を計測する。その後、各袋物B〜Dの赤色のマーク2aとマーク2cとのペア▲1▼、▲2▼、▲3▼を2値化方式で抽出する。また、袋物A〜Dの回転方向はモデルベーストマッチングで計測する。これはペア▲1▼、▲2▼、▲3▼の位置相関に基づき計測することができる。この結果ペア▲1▼〜▲3▼と袋物A〜Dの回転方向の情報から、この場合は袋物Dが最も上にあると認識し得る。
【0010】
図4は、図3に示す袋物A〜Dを一段目としてこの段上に積載される二段目の袋物E、F、G、Hの積載状態を概念的に示す説明図である。同図に示すように、当該二段目においては、袋物E〜Hが時計回りに回して或る袋物の一部が他の袋物の一部に重なるように積み重ねられている。すなわち図3の場合に対し袋物A〜Dの積み重ね方向を反対にしてある。図4に示す場合、袋物Eは図中下端が、袋物Fは左端が、袋物Gは上端が、袋物Hは右端がそれぞれ開口部2e(図1参照)となるように一段目の袋物A〜D上に載置してある。画像処理装置4(図2参照)では各袋物F〜Hの赤色のマーク2bとマーク2cとのペア▲4▼、▲5▼、▲6▼を2値化方式で抽出するとともに、図3に示す場合と同様の処理をすることにより、ペア▲4▼〜▲6▼と袋物F〜Hの回転方向の情報から最も上にある袋物Hを特定する。すなわち本例の場合、図2の場合がマーク2aを検出するのに対し、マーク2bを検出する点が異なるだけで他は図2に示す場合と全く同様の処理がなされる。
【0011】
なお、図2及び図3に示す場合において袋物Bのマーク2a若しくは袋物Fのマーク2bは袋物D若しくは袋物Hにより隠れてしまう場合があるが、袋物C、Dのマーク2a、袋物G、Hのマーク2bは必ず検出することができ、これらを利用することにより上述の認識を良好に行うことができる。
【0012】
【発明の効果】
以上実施の形態とともに具体的に説明した通り本発明は、通常時には上方からは見ることができないが、他の物体の上に一部が重なっている場合には見ることができる物体の側面に付したマークを利用して画像処理により、物体の重なり方向を検出するようにしたので、容易に最も上に在る物体を特定することができる。したがって、この物体の移送等の処理に際し、ロボットによるハンドリング等も簡単に行うことができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態で認識処理を行う袋物の袋を示す平面図
【図2】本発明の実施の形態に係る位置認識装置を示すブロック図
【図3】本発明の実施の形態により認識するよう積み重ねられた状態の一段目の袋物の一例を概念的に示す説明図。
【図4】本発明の実施の形態により認識するよう積み重ねられた状態の二段目の袋物の一例を概念的に示す説明図。
【図5】例えば、ロボットでハンドリングしてコンベアに移送するよう積み重ねられた状態の袋物の一例を概念的に示す説明図。
【符号の説明】
A,B,C,D,E,F,G 袋物
1 パレット
2 袋
2a,2b,2c,2d マーク
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an object position recognizing device, and in particular, when a plurality of bags are stacked on a pallet in a clockwise or counterclockwise manner so that a part of the bag overlaps another part, the bag is overlaid on top. This is useful when specifying
[0002]
[Prior art]
When the bag is placed on the pallet, it is necessary to give a weight so as not to cause the collapse of the load (a part of the upper bag must be put on a part of the lower bag). Further, the order of stacking is inevitably determined, and as shown in FIG. 5, for example, the bags are stacked on the pallet 1 in the order of the bags B, C, and D from the upper right bag A in the counterclockwise direction. At this time, a part of the bags B to D overlaid thereon is overlaid on a part of the bags A to C. Therefore, when the bag items A to D placed on the pallet 1 are handled by the robot and transferred to the conveyor, it is necessary to recognize the uppermost bag item D and sequentially transfer the bag items D from the bag item D.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
When the positional relationship between the bags A to D prior to handling as described above is realized by image processing, it is conceivable to recognize a specific mark or the like by feature correlation or use an object recognition method by a model-based matching method. Since the bags A to D have a large change in shape, recognition by these methods is difficult. By the way, as a method of object recognition, a method of recognizing by object feature correlation or a method of recognizing by object image correlation has been proposed and used in reality, but in this feature correlation, image filtering processing is applied to the object. The edge is obtained, and the edge is represented by a straight line or an arc, and the object is described using this as a feature.
[0004]
An object of the present invention is to provide an object position recognition device that can easily identify the uppermost object by image processing when an object such as a bag is partially overlapped and stacked in view of the above-described prior art. And
[0005]
[Means for Solving the Problems]
The configuration of the present invention that achieves the above object is as follows.
A plurality of objects such as bags or the like, which are sequentially clockwise or counterclockwise so that a part of an object having a plurality of specific marks on the surface thereof overlaps a part of another similar object. In the object position recognition device when superimposed,
The position of the mark is detected by extracting the entire image of the object and extracting the feature based on the image signal at this time, and the overlapping direction of the object is detected based on the mark. It is characterized by detecting the above.
[0006]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0007]
FIG. 1 is a plan view showing bags (formed of kraft paper) of bag items A to D that are subjected to recognition processing in this embodiment. As shown in the figure, rectangular red marks 2a and 2b, each having a long side in the longitudinal direction of the bag 2, are attached to the left and right side portions of the bag 2, respectively, A rectangular red mark 2c similar to the marks 2a and 2b and a mark 2d made of blue and light blue are attached. Further, perforations are formed in the opening 2e of the bag 2 and red is applied. As a result, when the contents are packed in the bag 2, the side marks 2a and 2b are not visible from above, but only the marks 2c and 2d are visible. On the other hand, as shown in FIG. 5, when the bag items A to D in which the contents are packed in the bag 2 are stacked with a part (side portions of the bag body 2) stacked, the bag 2 is inclined, The mark 2a or the mark 2b can be seen. In this embodiment, the mark 2a or the mark 2b and the mark 2c are detected to detect the relationship between the mark 2a, 2b, 2c and the objects A to D.
[0008]
FIG. 2 is a block diagram showing a position recognition apparatus according to this embodiment. As shown in the figure, the camera 3 is configured such that the bags A to D placed on the pallet 1 are photographed from above and the image signal is processed by the image processing device 4. The image signal at this time is reproduced on the screen of the monitor 5.
[0009]
The image processing apparatus 4 performs the following processing. Now, consider a case where the bags A to D are stacked on the pallet 1 so that a part of one bag overlaps a part of another bag as shown in FIG. In this case, the bag A is placed so that the left end in the figure, the bag B is the lower end, the bag C is the right end, and the bag D is the upper end 2e (see FIG. 1). The image processing apparatus 4 measures the position by object recognition, and measures the positions of the red marks 2a to 2c by feature extraction of binarization processing. Thereafter, the pairs (1), (2), and (3) of the red marks 2a and 2c of the bags B to D are extracted by the binarization method. Further, the rotational direction of the bags A to D is measured by model-based matching. This can be measured based on the positional correlation of the pairs (1), (2), and (3). As a result, from the information on the rotation direction of the pairs (1) to (3) and the bag items A to D, it can be recognized that the bag item D is at the top in this case.
[0010]
FIG. 4 is an explanatory diagram conceptually showing the loading state of the second-stage bag items E, F, G, and H loaded on the first level of the bag items A to D shown in FIG. As shown in the figure, in the second stage, the bag items E to H are stacked so that a part of a bag overlaps a part of another bag by turning clockwise. That is, the stacking direction of the bags A to D is reversed with respect to the case of FIG. In the case shown in FIG. 4, the bag E is the lower end in the figure, the bag F is the left end, the bag G is the upper end, and the bag H is the opening 2 e (see FIG. 1). It is placed on D. In the image processing apparatus 4 (see FIG. 2), the pair (4), (5), (6) of the red mark 2b and mark 2c of each bag F to H is extracted by the binarization method, and FIG. By performing the same processing as shown, the uppermost bag H is specified from the information on the rotational directions of the pairs (4) to (6) and the bags F to H. In other words, in the case of this example, the mark 2a is detected in the case of FIG. 2, but the same processing as in the case shown in FIG. 2 is performed except that the mark 2b is detected.
[0011]
2 and 3, the mark 2a of the bag B or the mark 2b of the bag F may be hidden by the bag D or the bag H, but the mark 2a of the bag C, D, the bag G, H The mark 2b can always be detected, and the above recognition can be performed satisfactorily by using these marks.
[0012]
【The invention's effect】
As specifically described in conjunction with the above embodiments, the present invention is not normally visible from above, but is attached to the side of an object that can be seen when part of it overlaps with another object. Since the overlapping direction of the objects is detected by image processing using the marked mark, the uppermost object can be easily identified. Therefore, handling and the like by the robot can be easily performed in the process of transferring the object.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view showing a bag of a bag that performs recognition processing according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a block diagram showing a position recognition device according to an embodiment of the present invention. Explanatory drawing which shows notionally an example of the 1st-stage bag in the state piled up so that it might recognize by a form.
FIG. 4 is an explanatory diagram conceptually showing an example of a second-stage bag in a state of being stacked so as to be recognized according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is an explanatory diagram conceptually showing an example of a bag in a state where it is stacked so as to be handled by a robot and transferred to a conveyor, for example.
[Explanation of symbols]
A, B, C, D, E, F, G Bag 1 Pallet 2 Bag 2a, 2b, 2c, 2d Mark

Claims (1)

袋物等の物体であってその表面に複数個の特定のマークが付されている物体の一部に他の同様な物体の一部が重なるように時計回り若しくは反時計回りに順次複数の物体を重ね合わせた場合における物体の位置認識装置において、
上記物体の全体の画像を取込んでこのときの画像信号に基づく特徴抽出により上記マークの位置を検出し、このマークに基づき物体の重ね合わせ方向を検出するととともに最も上に重ねてある物体の位置を検出するように構成したことを特徴とする物体の位置認識装置。
A plurality of objects such as bags or the like, which are sequentially clockwise or counterclockwise so that a part of an object having a plurality of specific marks on the surface thereof overlaps a part of another similar object. In the object position recognition device when superimposed,
The position of the mark is detected by extracting the entire image of the object and extracting the feature based on the image signal at this time, and the overlapping direction of the object is detected based on the mark. An apparatus for recognizing a position of an object, characterized in that the apparatus is configured to detect an object.
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