JP7500319B2 - 制御装置及び荷役システム - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、制御装置及び荷役システムに関する。

従来、商品等の荷物を収納する物流倉庫等では、荷物の荷降しに荷降装置等の荷役装置が用いられている。例えば、要冷凍又は要冷蔵の荷物を収納する倉庫（以下、冷凍倉庫ともいう）からコンベア等によって外部に移動された荷物を、荷役装置によって荷降しするようなことが行われている。

また、荷役装置では、カメラ等の撮像装置で撮像された荷物の画像から当該荷物を位置や形状等を画像認識し、その認識結果に基づいて荷物を把持することが行われている。例えば、従来、撮像によって得られた画像から荷物の位置や姿勢を認識し、その結果に基づいてピッキングする荷物を選出する技術が知られている。

特開２０１０－１２０１４１号公報

ところで、冷凍倉庫内に収納されていた荷物が倉庫外の環境下に移動されると、倉庫外の空気温度と荷物の温度との温度差により荷物の表面に霜が付着する場合がある。この場合、霜の影響によって荷物を画像認識する際の精度が低下し、荷物の表面に付着した霜が荷物を把持する際の妨げとなる可能性もあるため、荷役装置の荷降し性能が低下する可能性があった。

本発明が解決しようとする課題は、冷凍又は冷蔵された物品の荷役を効率的に行うことが可能な制御装置及び荷役システムを提供することである。

実施形態の制御装置は、第１接続部と、第２接続部と、第３接続部と、制御部とを備える。第１接続部は、第１環境下に設置された第１撮像装置に接続される。第２接続部は、第２環境下に設置された第２撮像装置に接続される。第３接続部は、前記第１環境下から前記第２環境下に移動された物品を把持して荷役を行う荷役装置に接続される。制御部は、前記第１接続部を介して前記第１撮像装置によって撮像された物品の第１撮像画像と、前記第２接続部を介して前記第２撮像装置によって撮像された前記物品の第２撮像画像とを取得し、前記第１撮像画像及び前記第２撮像画像に基づいて前記物品の表面の状態を判定した判定結果を前記第３接続部を介して送信する。

図１は、実施形態に係る荷役システムのレイアウトの一例を示す図である。 図２は、実施形態に係る荷役システムの構成の一例を示す図である。 図３は、実施形態に係る把持部の構成例を模式的に示す図である。 図４は、実施形態に係る制御装置のハードウェア構成の一例を示す図である。 図５は、実施形態に係る制御装置の機能構成の一例を示す図である。 図６は、実施形態の制御装置が行う処理の一例を示すフローチャートである。

以下、実施形態に係る制御装置及び荷役システムを、図面を参照して説明する。

図１は、実施形態に係る荷役システムのレイアウトの一例を示す図である。図１では、荷役システムのレイアウトを上方から見た状態を模式的に示している。なお、Ｘ方向及びＹ方向は、互いに直交する水平面に沿う方向である。Ｚ方向は、Ｘ方向及びＹ方向に直交する鉛直方向である。

図１に示すように、荷役システム１は、第１コンベア１０と、第２コンベア２０と、荷降部３０と、第３コンベア４０と、荷降装置５０と、第４コンベア６０とを有する。ここで、第１コンベア１０及び第３コンベア４０は、冷凍倉庫Ａ１から常温倉庫Ａ２にかけて設置される。また、第２コンベア２０、荷降部３０、荷降装置５０及び第４コンベア６０は、常温倉庫Ａ２に設置される。

冷凍倉庫Ａ１は、常温倉庫Ａ２よりも低温（例えば－１５℃以下、－５～５℃等）に保たれており、冷凍品又は冷蔵品である荷物Ｗを収納する。荷物Ｗは、例えば箱状の形状を有し、パレットＰに積載された状態で冷凍倉庫Ａ１内に収納される。なお、冷凍倉庫Ａ１内の環境は、第１環境下の一例である。

一方、常温倉庫Ａ２は、例えば冷凍倉庫Ａ１に隣接して設けられる。常温倉庫Ａ２の倉庫内温度は、冷凍倉庫Ａ１よりも高温な常温（例えば５～３５℃）となっている。常温倉庫Ａ２は、例えば、冷凍倉庫Ａ１に収納された荷物Ｗを輸送に移行する際の一時的な保管場所として使用される。なお、常温倉庫Ａ２内の環境は、第２環境下の一例である。

第１コンベア１０は、ローラーコンベアやベルトコンベア等の搬送装置である。第１コンベア１０は、冷凍倉庫Ａ１に収納された荷物Ｗを冷凍倉庫Ａ１外（常温倉庫Ａ２）に搬送する。ここで、荷物Ｗは、例えば図示しないパレット搬送機等により、パレットＰに積載された状態で第１コンベア１０上に載置される。なお、冷凍倉庫Ａ１内の第１コンベア１０の搬送経路上には、後述する撮像ボックス１１が設けられている。

第２コンベア２０は、ローラーコンベアやベルトコンベア等の搬送装置である。第２コンベア２０は、第１コンベア１０によって搬送されたパレットＰを受け取って荷降部３０まで搬送する。

荷降部３０は、第３コンベア４０の搬送方向の下流側に設置されており、第２コンベア２０によって搬送されたパレットＰを一時的に保持する。また。荷降部３０は、ローラーコンベアやベルトコンベア等の搬送機構を有し、後述する制御装置７０（図２参照）の制御の下、保持したパレットＰを第３コンベア４０に向けて搬送することが可能となっている。

第３コンベア４０は、ローラーコンベアやベルトコンベア等の搬送装置である。第３コンベア４０は、荷降部３０によって搬送されたパレットＰを受け取って冷凍倉庫Ａ１内に搬送する。冷凍倉庫Ａ１に搬送されたパレットＰは、例えば図示しないパレット搬送機等によって冷凍倉庫Ａ１内の所定位置に置かれる。

荷降装置５０は、荷役装置の一例である。荷降装置５０は、荷降部３０に保持されたパレットＰから荷物Ｗを把持して、当該荷物Ｗを第４コンベア６０に移動する荷降し（荷役）動作を行う。具体的には、荷降装置５０は、後述する制御装置７０（図２参照）の制御の下、画像認識によって得られた荷物Ｗの位置や形状等に基づいて把持部５３及びアーム５４等を駆動することで荷物Ｗの荷降し動作を行う。

第４コンベア６０は、ローラーコンベアやベルトコンベア等の搬送装置である。第４コンベア６０は、荷降装置５０によって運ばれた荷物Ｗを受け取り、当該荷物Ｗを輸送用のコンテナ等、所定の場所まで搬送する。

ところで、図１のレイアウトでは、冷凍倉庫Ａ１に収納された荷物Ｗが常温倉庫Ａ２に移動された際に、常温倉庫Ａ２の温度と荷物Ｗの温度との温度差により荷物Ｗの表面に霜が付着する場合がある。この場合、荷物Ｗに付着した霜の影響により荷物Ｗを画像認識する際の精度が低下する可能性がある。また、荷物Ｗの表面に付着した霜が当該荷物Ｗを荷降装置５０で把持する際の妨げとなる可能性もある。そのため、上述のようなレイアウトでは、荷降装置５０の荷降し性能が低下する可能性があった。

そこで、本実施形態の荷役システム１では、荷物Ｗに付着した霜の影響を低減するための構成を更に備える。以下、図２を参照して、荷役システム１の構成について説明する。

図２は、荷役システム１の構成の一例を示す図である。なお、図２は、図１に示した第１コンベア１０、第２コンベア２０、荷降部３０及び荷降装置５０を、Ｘ方向から見た状態を模式的に示している。

図２に示すように、荷役システム１は、第１コンベア１０の搬送経路上に設置された撮像ボックス１１を備える。撮像ボックス１１は、冷凍倉庫Ａ１内に設置されており（図１参照）、第１コンベア１０の搬送経路を跨ぐゲート状の形状を有する。

撮像ボックス１１内の上方には第１カメラ１２が設けられている。第１カメラ１２は、第１撮像装置の一例であり、例えばＣＣＤ（Charge Coupled Device）イメージセンサ、ＣＭＯＳ（Complementary MOS）イメージセンサ等の撮像素子を備えたデジタルカメラによって実現される。

第１カメラ１２は、第１コンベア１０上を搬送されるパレットＰ（荷物Ｗ）を上方から撮像する。つまり、第１カメラ１２は、霜が付着する前の状態の荷物Ｗを撮像する。第１カメラ１２で撮像された撮像画像（以下、第１撮像画像ともいう）は、後述する制御装置７０に出力される。

なお、第１カメラ１２の撮像条件や撮像環境（以下、総称して撮像条件という）は、荷降装置５０に設置された後述する第２カメラ５１の撮像条件と略同等とすることが好ましい。例えば、第１カメラ１２が荷物Ｗを撮像する際の画角や焦点距離、撮像方向、照度等の撮像条件は、第２カメラ５１の撮像条件と略同等とすることが好ましい。また、第２カメラ５１の撮像条件と同等とするため、撮像ボックス１１内に照明等を別途設けてもよい。このように、第１カメラ１２と第２カメラ５１とで撮像条件を略同等とすることで、両カメラで撮像された撮像画像を比較する際の利便性や精度を向上させることができる。

荷降装置５０は、第２カメラ５１、センサ５２、把持部５３及びアーム５４等を備える。第２カメラ５１は、第２撮像装置の一例である。第２カメラ５１は、第１カメラ１２と同様、ＣＣＤイメージセンサ、ＣＭＯＳイメージセンサ等の撮像素子を備えたデジタルカメラ等で実現することができる。第２カメラ５１は、荷降部３０の上方に設けられ、荷降部３０に置かれたパレットＰ（荷物Ｗ）を上方から撮像する。

ここで、第２カメラ５１が撮像する荷物Ｗは、冷凍倉庫Ａ１から常温倉庫Ａ２に移動されてきたものであるため、移動の過程で荷物Ｗの表面に霜が付着している可能性がある。つまり、第２カメラ５１は、霜が付着した状態の荷物Ｗを撮像することができる。第２カメラ５１で撮像された撮像画像（以下、第２撮像画像ともいう）は、後述する制御装置７０に出力される。

センサ５２は、検出装置の一例である。センサ５２は、荷物Ｗの周辺環境をセンシングする各種のセンサ装置である。センサ５２は、例えば、温度センサや湿度センサ等であり、荷物Ｗ周辺の温度、湿度をセンシングする。センサ５２のセンシング結果は、後述する制御装置７０に出力される。

把持部５３は、荷物Ｗを把持する手段である。把持部５３は、例えば図３に示すように、１つ以上の吸着パッド５３２を有する構成とすることができる。

図３は、把持部５３の構成の一例を模式的に示す図である。なお、図３は、把持部５３の一部を断面として示している。

図３に示すように、把持部５３は、断面Ｌ字型の本体５３１を有する。本体５３１のＬ字型の内壁面５３１ａ、５３１ｂには、吸着パッド５３２が複数設けられている。吸着パッド５３２は、シリコンゴムなどの剛性が低い素材によって構成され、荷物Ｗの表面形状に倣って変形可能である。なお、吸着パッド５３２の数は、図３の例に限定されないものとする。例えば、吸着パッド５３２は、内壁面５３１ａ、５３１ｂ枚に一つであってもよい。また、吸着パッド５３２は、内壁面５３１ａにのみ設ける構成としてもよい。

吸着パッド５３２は、内部流路５３３を介してエアーコンプレッサ５３４に接続される。具体的には、吸着パッド５３２の中央部には、内部流路５３３に連通する孔５３３ａが設けられている。内部流路５３３は、全ての吸着パッド５３２とエアーコンプレッサ５３４との間を接続する。なお、孔５３３ａは噴射口の一例である。

エアーコンプレッサ５３４は、圧縮空気供給装置の一例である。エアーコンプレッサ５３４は、制御装置７０の制御の下、内部流路５３３の内部に大気圧よりも低い圧力（負圧）を発生させる。吸着パッド５３２は、内部流路５３３が負圧とされることで、吸着パッド５３２に接触する荷物Ｗを保持（吸着把持）する。つまり、把持部５３では、内壁面５３１ａ、５３１ｂに設けられた吸着パッド５３２により、荷物Ｗの角部等を吸着することで、荷物Ｗを２面で把持することが可能となっている。

また、エアーコンプレッサ５３４は、制御装置７０の制御の下、内部流路５３３の内部に大気圧よりも高い圧力（正圧）を発生させる。この場合、吸着パッド５３２は、内部流路５３３が正圧とされることで、孔５３３ａからエアーを噴射する。

図２に戻り、アーム５４は、把持部５３を移動させる手段である。例えばアーム５４は、Ｘ方向，Ｙ方向及びＺ方向に移動可能なスライド機構、昇降機構等によって実現できる。アーム５４の先端は、把持部５３に接続され、把持部５３を支持する。アーム５４は、後述する制御装置７０の制御の下、３次元空間の所望の位置に把持部５３を移動させることができる。

制御装置７０は、例えばＰＣ（Personal Computer）やサーバー装置等のコンピュータである。制御装置７０は、第１カメラ１２及び第２カメラ５１で撮像された撮像画像や、センサ５２で取得されたセンシング値等から荷物Ｗに付着した霜の状態（着氷の程度）を判定し、その判定結果に基づいて荷降装置５０の荷降し動作を制御する。以下、制御装置７０の構成について説明する。

図４は、制御装置７０のハードウェア構成の一例を示す図である。図４に示すように、制御装置７０は、プロセッサ７１、第１カメラインタフェース７２、第２カメラインタフェース７３、センサインタフェース７４、コンベアインタフェース７５、荷降装置インタフェース７６及び記憶部７７等を備える。

プロセッサ７１は、制御部の一例である。プロセッサ７１は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等によって実現される。

第１カメラインタフェース７２は、第１接続部の一例である。第１カメラインタフェース７２は、第１カメラ１２を接続するためのインタフェースである。第２カメラインタフェース７３は、第２接続部の一例である。第２カメラインタフェース７３は、第２カメラ５１を接続するためのインタフェースである。センサインタフェース７４は、第４接続部の一例である。センサインタフェース７４は、センサ５２を接続するためのインタフェースである。

コンベアインタフェース７５は、荷降部３０を接続するためのインタフェースである。荷降装置インタフェース７６は、第３接続部の一例である。荷降装置インタフェース７６は、荷降装置５０を接続するためのインタフェースである。

記憶部７７は、ＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）等の主記憶装置、半導体メモリ素子やハードディスク等の補助記憶装置によって構成される。記憶部７７は、プロセッサ７１が実行する各種のプログラムや設定情報等を記憶する。プロセッサ７１は、記憶部７７に記憶されたプログラムと協働し、後述する各機能部を実現させる。

次に、図５を参照して、制御装置７０が備える機能構成について説明する。図５は、制御装置７０の機能構成の一例を示す図である。

図５に示すように、制御装置７０は、取得部７１１と、判定部７１２と、認識部７１３と、動作制御部７１４とを機能部として備える。これら機能部の一部又は全ては、プロセッサ７１が、記憶部７７に記憶されたプログラムを実行することで実現されるソフトウェア構成であってもよい。また、機能部の一部又は全ては、プロセッサ７１等が備える専用回路によって実現されるハードウェア構成であってもよい。

取得部７１１は、第１カメラインタフェースを介して、第１カメラ１２で撮像された第１撮像情報を取得する。また、取得部７１１は、第２カメラインタフェース７３を介して、第２カメラ５１で撮像された第２撮像画像を取得する。また、取得部７１１は、センサインタフェース７４を介して、センサ５２のセンシング結果（センシング値）を取得する。

ここで、取得部７１１は、第１カメラ１２及び第２カメラ５１で撮像される撮像画像の中から、パレットＰ又は荷物Ｗの形状等を認識することで、荷物Ｗが写った撮像画像を抽出して取得する構成としてもよい。また、取得部７１１は、第２撮像画像を取得したタイミングでセンサ５２のセンシング値を取得してもよい。

取得部７１１によって取得された一連する第１撮像画像、第２撮像画像及びセンシング値は互いに関連付けて記憶部７７等に記憶される。具体的には、取得部７１１は、荷物Ｗを積載したパレットＰが搬送される毎に、当該パレットＰの搬送過程で撮像された第１撮像画像及び第２撮像画像と、センサ５２のセンシング値とを関連付けて記憶部７７に記憶する。

なお、第１撮像画像、第２撮像画像及びセンシング値は、荷物Ｗの荷降しが完了するまでの間、一時的に記憶する構成としてもよいし、荷物Ｗの荷降しが完了した後も記憶し続ける構成としてもよい。後者の場合、例えば、記憶部７７に記憶された第１撮像画像、第２撮像画像及びセンシング結果の各組を、実際に測定された荷物Ｗの霜の状態（後述する着氷度合）等と関連付けて記憶しておくことで、機械学習用の学習データとして利用することができる。

判定部７１２は、取得部７１１が取得した一連の第１撮像画像、第２撮像画像及びセンシング値に基づいて、荷物Ｗの表面に付着した霜の状態、つまり着氷の程度を判定する。具体的には、判定部７１２は、記憶部７７に直近に記憶された第１撮像画像、第２撮像画像及びセンシング値に基づき、着氷の程度を示す値（以下、着氷度合ともいう）を判定結果として導出する。

ここで、着氷度合は、着氷の有無を示す２値で表してもよいし、複数段階のレベルで表してもよい。例えば、着氷度合は、着氷のないレベルＬ１から、着氷が最も進んだ状態のレベルＬ５にかけて５段階のレベルで表してもよい。以下では、着氷度合を５段階のレベルで表した例について説明する。

また、着氷度合の判定は種々の方法を採用することが可能である。一例として、判定部７１２は、第１撮像画像と第２撮像画像とを比較し、両撮像画像の変化量に基づき着氷度合を導出してもよい。この場合、例えば、第１撮像画像と第２撮像画像とに含まれる白色成分の変化量（増加量）や輝度値の変化量（増加量）等に基づいて着氷度合を導出してもよい。

また、他の例として、第１撮像画像、第２撮像画像及びセンシング値の各組と、その組の条件で実際に測定された荷物Ｗの着氷度合（教師データ）との関係を機械学習することで得られた学習済モデルを用いて着氷度合を導出してもよい。この場合、判定部７１２は、取得部７１１が取得した第１撮像画像、第２撮像画像及びセンシング値を学習済モデルに入力することで、当該学習済モデルが出力する推論結果（着氷度合）を判定結果として取得する。

学習済モデルは、制御装置７０で作成されたものであってもよいし、他の装置で予め作成されたものであってもよい。また、学習済モデルは、第１撮像画像及び第２撮像画像と、教師データとから作成されたものであってもよい。この場合は、判定部７１２は、取得部７１１が取得した第１撮像画像及び第２撮像画像を学習済モデルに入力することで、当該学習済モデルが出力する推論結果（着氷度合）を判定結果として取得する。

認識部７１３は、取得部７１１が取得した撮像画像から、荷降しの対象となる荷物Ｗを認識する。具体的には、認識部７１３は、荷物Ｗに霜が付着する前の第１撮像画像から、パレットＰに積載された荷物Ｗのサイズ、形状、位置等を画像認識する。また、認識部７１３は、荷物Ｗの上面に個体識別子等の情報（以下、個体情報ともいう）が付されている場合には、第１撮像画像から、荷物Ｗに付された個体情報を画像認識してもよい。画像認識は、公知の技術を用いることが可能である。

なお、認識部７１３が認識対象とする撮像画像は、第１撮像画像に限らず、第２撮像画像であってもよい。この場合、認識部７１３は、判定部７１２の判定結果に応じて、第２撮像画像の画像認識を行うタイミングを制御してもよい。例えば、判定部７１２で着氷度合がレベルＬ２以上等と判定された場合には、認識部７１３は、後述する動作制御部７１４の制御により把持部５３からエアーの噴射が行われた後、取得部７１１により新たに取得される第２撮像画像から画像認識を行ってもよい。また、認識部７１３は、判定部７１２により着氷度合がレベルＬ１と判定された場合には、取得部７１１で取得された第２撮像画像から画像認識を直ちに行ってもよい。

動作制御部７１４は、判定部７１２及び認識部７１３の処理結果に基づき、荷降部３０の動作や荷降装置５０の動作を制御する。

例えば、判定部７１２で判定された着氷度合がレベルＬ２～レベルＬ４等、霜の存在を示す値の場合、動作制御部７１４は、荷物Ｗの荷降し動作に先駆けて、荷物Ｗの表面に付着した霜を除去するための動作を荷降装置５０に実行させる。

具体的には、動作制御部７１４は、荷降装置５０のアーム５４を制御することで、把持の対象となる荷物Ｗの角部に把持部５３を近付ける。ここで、把持対象となる荷物Ｗの決定や、当該荷物Ｗの角部の特定は、認識部７１３の認識結果に基づいて行うものとする。

続いて、動作制御部７１４は、把持部５３のエアーコンプレッサ５３４を制御し、内部流路５３３の内部に正圧のエアーを発生させることで、吸着パッド５３２（孔５３３ａ）からエアーを噴射させる。かかる処理により、荷物Ｗの表面に付着した霜は吸着パッド５３２から噴射されたエアーによって吹き飛ばされるため、荷物Ｗの表面から除去されることになる。

なお、動作制御部７１４は、着氷度合に応じて、エアーを噴射する強度を切り替えてもよい。この場合、動作制御部７１４は、着氷度合が大きくなるほど、エアーの噴射強度が上昇するようエアーコンプレッサ５３４が発生する正圧を制御する。これにより、動作制御部７１４は、霜の状態に適した強度で荷物Ｗにエアーを噴射させることができるため、霜の除去を効率的に行うことができる。

次いで、動作制御部７１４は、把持部５３のエアーコンプレッサ５３４を制御し、内部流路５３３の内部に負圧のエアーを発生させることで、荷物Ｗの角部を吸着パッド５３２によって吸着把持させる。そして、動作制御部７１４は、アーム５４を制御することで、把持部５３が吸着把持した荷物Ｗを第４コンベア６０まで移動させる。

また、動作制御部７１４は、パレットＰに積載された全ての荷物Ｗの荷降しが完了したと判断すると、荷降部３０の動作を制御することで、パレットＰを第３コンベア４０に向けて搬送させる。これにより、空となったパレットＰは、第３コンベア４０によって冷凍倉庫Ａ１に戻される。

上述のように、動作制御部７１４では、荷物Ｗの表面に霜が付着しているような場合、その荷物Ｗの荷降し動作に先駆けて、霜を除去するためのエアー噴射処理を実行する。これにより、荷役システム１では、第２カメラ５１によって撮像される荷物Ｗの撮像画像の鮮明度を上げることができるため、第２撮像画像に基づく画像認識の精度を向上させることができる。また、荷役システム１では、荷物Ｗを把持する際の妨げとなる霜を除去することができるため、荷物Ｗの把持を確実に行うことができる。

また、荷役システム１では、把持部５３が有する吸着把持のため機構、つまり吸着パッド５３２（孔５３３ａ）を介したエアーの噴射機能を用いて、荷物Ｗの表面に付着した霜を除去することができる。これにより、荷役システム１では、吸着パッド５３２が吸着把持する位置の霜を効率的に除去することができるため、荷物Ｗの把持をより確実に行うことができる。

なお、動作制御部７１４は、パレットＰに積載された荷物Ｗの各々について上述の処理を行うものとするが、その処理手順は適宜変更することが可能である。例えば、動作制御部７１４は、パレットＰに積載された荷物Ｗ毎に、エアーの噴射及び荷降しを順次行う形態としてもよい。また他の例として、動作制御部７１４は、把持部５３を近接させることが可能な複数の荷物Ｗの各々について、エアーの噴射により霜を除去した後、荷降しを順次行う形態としてもよい。

また、例えば、判定部７１２で判定された着氷度合がレベルＬ５等、所定の閾値（以下、第１閾値ともいう）以上であるような場合、動作制御部７１４は、霜の影響により荷物Ｗを荷降しすることができないと判断し、冷凍倉庫Ａ１に戻すリジェクト処理を行う。

具体的には、動作制御部７１４は、着氷度合が第１閾値である場合、荷物Ｗの把持動作や荷降し動作が実行されないよう抑制する。次いで、動作制御部７１４は、荷降部３０の動作を制御することで、荷降部３０に保持されたパレットＰを第３コンベア４０に向けて搬送させる。これにより、荷物Ｗを積載したパレットＰは、第３コンベア４０によって冷凍倉庫Ａ１に戻される。

また、例えば、判定部７１２で判定された着氷度合がレベルＬ１等、霜の無い状態や霜が微量であることを示す閾値（以下、第２閾値ともいう。但し、第１閾値＞第２閾値）未満である場合、動作制御部７１４は、エアーの噴射を行うことなく、荷物Ｗの荷降しを直ちに実行させる。

このように、動作制御部７１４は、荷物Ｗに付着した霜の状態に応じて荷降装置５０の動作、つまり荷降し方法を切り替える。これにより、荷降装置５０では、霜の状態に適した方法で荷物Ｗを荷降しすることができるため、冷凍又は冷蔵された荷物Ｗの荷降しを効率的に行うことができる。

以下、図６を参照して、制御装置７０の動作例について説明する。図６は、制御装置７０が行う処理の一例を示すフローチャートである。

まず、荷物Ｗを積載したパレットＰが第１コンベア１０上を搬送されると、第１カメラ１２は、撮像ボックス１１の位置においてパレットＰを上方から撮像する。これに伴い、取得部７１１では、第１カメラ１２で撮像された第１撮像画像を取得する（ステップＳ１１）。

第１コンベア１０上を搬送されたパレットＰは、その後、第２コンベア２０によって、荷降部３０に搬送される。そして、パレットＰが荷降部３０に保持（セット）されると、第２カメラ５１はパレットＰを上方から撮像する。これに伴い、取得部７１１は、第２カメラ５１で撮像された第２撮像画像を取得する（ステップＳ１２）。また、取得部７１１は、センサ５２のセンシング値を取得する（ステップＳ１３）。

ここで、ステップＳ１１、Ｓ１２及びＳ１３で取得された各種データは、同一のパレットＰに積載された荷物Ｗに関する一連のデータとして記憶される。

続いて、判定部７１２は、ステップＳ１１、Ｓ１２及びＳ１３で取得された各種データに基づいて、荷物Ｗの表面に付着した霜の着氷度合を判定する（ステップＳ１４）。また、認識部７１３は、ステップＳ１１及びＳ１２で取得された第１撮像画像及び第２撮像画像に基づき、撮像画像に含まれた荷物Ｗの位置、形状等を画像認識する（ステップＳ１５）。

続いて、動作制御部７１４は、ステップＳ１４及びステップＳ１５の処理結果に基づき、荷降部３０及び荷降装置５０の動作を制御する。具体的には、動作制御部７１４は、ステップＳ１４で判定された着氷度合が、荷降し不可能な霜の状態を示す第１閾値以上か否かを判定する（ステップＳ１６）。ここで、着氷度合が第１閾値以上の場合には（ステップＳ１６；Ｙｅｓ）、動作制御部７１４は、荷降装置５０の荷降し動作を抑制し、ステップＳ２３に移行する。

また、着氷度合が第１閾値未満の場合には（ステップＳ１６；Ｎｏ）、動作制御部７１４は、荷降し可能と判定し（ステップＳ１６；Ｙｅｓ）、ステップＳ１７に移行する。ステップＳ１７では、動作制御部７１４は、着氷度合が霜の無い状態又は霜が微小であることを示す第２閾値未満か否かを判定する（ステップＳ１７）。ここで、着氷度合が第２閾値未満の場合には（ステップＳ１７；Ｙｅｓ）、動作制御部７１４は、ステップＳ１８に移行する。

ステップＳ１８では、動作制御部７１４は、把持部５３及びアーム５４を制御することで、荷物Ｗの荷降しを行う（ステップＳ１８）。そして、動作制御部７１４は、全ての荷物Ｗを荷降しするまでステップＳ１８の処理を繰り返し実行し（ステップＳ１９；Ｎｏ）、全ての荷物Ｗの荷降しが完了すると（ステップＳ１９；Ｙｅｓ）、ステップＳ２３に移行する。

一方、ステップＳ１７において、着氷度合が第２閾値以上と判定した場合には（ステップＳ１７；Ｎｏ）、動作制御部７１４は、把持部５３及びアーム５４を制御することで、荷物Ｗに対し着氷度合に応じた強度でエアーを噴射させる（ステップＳ２０）。これにより、荷物Ｗの表面に付着した霜が除去されることになる。

続いて、動作制御部７１４は、把持部５３及びアーム５４を制御し、霜が除去された荷物Ｗを把持部５３によって吸着把持させることで、当該荷物Ｗの荷降しを行う（ステップＳ２１）。次いで、動作制御部７１４は、パレットＰに積載された全ての荷物Ｗを荷降ししたか否かを判定し、パレットＰ上に荷物Ｗが存在する場合には（ステップＳ２２；Ｎｏ）、ステップＳ２０に処理を戻す。また、動作制御部７１４は、全ての荷物Ｗの荷降しが完了したと判定した場合には（ステップＳ２２；Ｙｅｓ）、ステップＳ２３に移行する。

なお、ステップＳ２２でパレットＰ上に荷物Ｗが存在した場合、ステップＳ２０の代わりに、ステップＳ１２に処理を戻す構成としてもよい。これにより、荷物Ｗのリアルタイムの状態に基づいて着氷度合の判定を行うことができるため、荷物Ｗ毎の着氷度合の判定精度を向上させることができる。

続いて、動作制御部７１４は、荷降部３０を制御し、パレットＰを第３コンベア４０に移動せることでパレットＰを冷凍倉庫Ａ１に搬送させ（ステップＳ２３）、本処理を終了する。

なお、制御装置７０は、冷凍倉庫Ａ１から常温倉庫Ａ２にパレットＰが搬送される毎に上記の処理を実行する。つまり、制御装置７０は、荷物Ｗの荷降しをパレットＰの単位で実行することになる。

以上のように、制御装置７０は、荷物Ｗが冷凍倉庫Ａ１から荷降装置５０に移動される過程で、第１カメラ１２によって撮像された荷物Ｗの第１撮像画像と、第２カメラ５１によって撮像された荷物Ｗの第２撮像画像とを取得し、第１撮像画像及び第２撮像画像に基づいて荷物Ｗの表面に付着した霜の状態を判定し、その判定結果に応じて荷降装置５０の動作を切り替える。これにより、荷降装置５０では、霜の状態に適した荷降し方法で荷物Ｗを荷降しすることができるため、冷凍又は冷蔵された荷物Ｗの荷降しを効率的に行うことができる。

また、制御装置７０は、第１撮像画像及び第２撮像画像とともに、センサ５２のセンシング結果を用いて、荷物Ｗの表面に付着した霜の状態を判定することができる。これにより、制御装置７０では、荷物Ｗの表面に付着した霜の状態をより高精度に判定することができるため、霜の状態に適した荷降し方法で荷降装置５０を動作させることができる。

また、制御装置７０は、荷物Ｗに霜が付着していると判定した場合、荷降装置５０が備えるエアーコンプレッサ５３４を制御することで、荷降装置５０による荷物Ｗの把持動作に先駆けて、荷物Ｗにエアーを噴射させる。これにより、荷役システム１では、荷物Ｗの表面に付着した霜を除去することができるため、荷物Ｗの荷降しに係る霜の影響を低減させることができる。

また、制御装置７０は、エアーコンプレッサ５３４に正圧又は負圧の空気を発生させることで、把持部５３（吸着パッド５３２）によるエアーの噴射動作と、把持部５３（吸着パッド５３２）による荷物Ｗの把持動作とを切り替える。これにより、荷役システム１では、吸着パッド５３２が吸着把持する位置の霜を効率的に除去することができるため、荷物Ｗの把持をより確実に行うことができる。また、上記の構成では、把持部５３が有する吸着把持のため機構を利用して霜を除去することができるため、霜を除去するための機構を別途用意する必要はない。そのため、荷役システム１では、荷物Ｗの表面に付着した霜の除去を簡便且つ効率的に行うことができる。

また、制御装置７０は、荷物Ｗに付着した霜の着氷度合に応じて、荷物Ｗに噴射するエアーの噴射強度を制御する。これにより、制御装置７０は、荷物Ｗの表面に付着した霜の状態に適した強度でエアーを噴射させることができるため、霜の除去を効率的に行うことができる。

また、制御装置７０は、荷物Ｗに付着した霜の着氷度合が第１閾値以上と判定した場合、荷降装置５０による荷物Ｗの把持動作（荷降し動作）を抑制する、これにより、制御装置７０は、霜の影響により荷物Ｗの荷降しを正常に行うことができないような場合に、荷降装置５０の荷降し動作を抑制することができるため、荷降しミスの発生や、荷降し性能の低下に繋がる動作を抑制することができる。

また、制御装置７０は、荷物Ｗに霜が付着していないと判定した場合、荷降装置５０に荷物Ｗの把持動作を開始させる。これにより、制御装置７０は、霜の影響がない場合は、エアーの噴射処理を行うことなく、荷物Ｗの荷降しを直ちに行うことができるため、荷物Ｗの荷降しを効率的に行うことができる。

以上説明した実施形態は、上述の各装置が有する構成又は機能の一部を変更することで、適宜に変形して実施することも可能である。そこで、以下では、上述した実施形態に係るいくつかの変形例を他の実施形態として説明する。なお、以下では、上述した実施形態と異なる点を主に説明することとし、既に説明した内容と共通する点については詳細な説明を省略する。また、以下で説明する変形例は、個別に実施されてもよいし、適宜組み合わせて実施されてもよい。

（変形例１）
上述の実施形態では、第１コンベア１０、第２コンベア２０、第３コンベア４０等の搬送装置を制御装置７０の制御対象から除外したが、これらの搬送装置についても制御装置７０の制御で動作するように構成してもよい。これにより、制御装置７０は、荷役システム１の動作全体を制御することができるため、各装置の協調動作を効率的に行うことができる。なお、荷役システム１のレイアウトは、図１に示した例に限定されないものとする。

（変形例２）
上述の実施形態では、制御装置７０は、荷降装置５０とは別体で設けられる構成としたが、これに限らず、荷降装置５０と一体的に設けられる構成としてもよい。なお、この場合、荷降装置５０（荷役装置）自体を制御装置と定義してもよい。

また、上述の実施形態では、第２カメラ５１及びセンサ５２は、荷降装置５０と一体的に設けられる構成としたが、これに限らず、荷降装置５０と別体で設けられる構成としてもよい。この場合、例えば、荷降部３０の位置に、撮像ボックス１１と同様の構造物を設け、当該構造物に第２カメラ５１又はセンサ５２を設ける構成としてもよい。

（変形例３）
上述の実施形態では、把持部５３として、断面Ｌ字型の形状を有し、荷物Ｗの角部を２面で吸着把持する構成を例示したが、この形状や構成に限定されないものとする。例えば、把持部５３は、荷物Ｗの上面や側面を１面で吸着把持するものとしてもよい。また、把持部５３は、荷物Ｗの角部等を２つの指（第１指、第２指）を用いて挟持可能な構成であってもよい。この場合、第１指と第２指との間等には、上述のエアーコンプレッサ５３４から供給されたエアーを噴射するための噴射口が設けられるものとする。

また、荷降装置５０は、把持部５３とは別に、エアーコンプレッサ５３４から供給されるエアーを噴射するための噴射部（図示せず）を備えてもよい。この場合、噴射部はエアーを噴射するため噴射口を有し、アーム５４と同様の第２アーム等によって移動可能に構成すればよい。また、制御装置７０は、荷物Ｗに付着した霜を除去する場合、把持部５３の把持動作に先駆けて、噴射部でエアーの噴射処理を実行することで、上述の実施形態と同様の効果を奏することができる。

また、アーム５４についても、上述実施形態の構成に限らず、多関節構成のアームとしてもよい。更には、制御装置７０が制御する荷役装置は、荷降装置５０に限らず、荷積装置等の他の種類の荷役装置であってもよい。

（変形例４）
上述の実施形態では、第１環境下に対応する冷凍倉庫Ａ１と、第２環境下に対応する常温倉庫Ａ２とし、荷物Ｗの移動に伴い温度が「低」から「高」に変換する形態について説明した。しかしながら、環境変化は、この例に限らず、温度が「高」から「低」に変化するものであってもよい。

また、第１環境及び第２環境を規定する指標は温度に限らず、他の指標であってもよい。例えば、湿度等の他の指標に基づき、第１環境及び第２環境を規定してもよい。

以上、本発明のいくつかの実施形態（変形例）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。

１ 荷役システム
１０ 第１コンベア
１１ 撮像ボックス
１２ 第１カメラ
２０ 第２コンベア
３０ 荷降部
４０ 第３コンベア
５０ 荷降装置
５１ 第２カメラ
５２ センサ
５３ 把持部
５４ アーム
６０ 第４コンベア
７０ 制御装置
７１１ 取得部
７１２ 判定部
７１３ 認識部
７１４ 動作制御部
Ｗ 荷物
Ｐ パレット

Claims (9)

1. 第１環境下に設置された第１撮像装置に接続される第１接続部と、
   第２環境下に設置された第２撮像装置に接続される第２接続部と、
   前記第２環境より低温である前記第１環境下から前記第２環境下に移動された物品を把持して荷役を行う荷役装置に接続される第３接続部と、
   前記第１接続部を介して前記第１撮像装置によって撮像された物品の第１撮像画像と、前記第２接続部を介して前記第２撮像装置によって撮像された前記物品の第２撮像画像とを取得し、前記第１撮像画像及び前記第２撮像画像に基づいて前記物品の表面に付着した霜の状態を判定した判定結果を前記第３接続部を介して送信する制御部と、
   を備える制御装置。
2. 前記制御部は、前記物品の表面に付着した霜の状態に基づいて、前記荷役装置の動作を切り替える判定結果を前記第３接続部を介して送信する、請求項１に記載の制御装置。
3. 前記第２環境の温度又は湿度を検出する検出装置に接続される第４接続部を更に備え、
   前記制御部は、前記第１撮像画像及び前記第２撮像画像に加え、前記第４接続部を介して取得する前記検出装置の検出結果を用いて、前記物品の表面に付着した霜の状態を判定する、請求項１乃至２のいずれか一項に記載の制御装置。
4. 前記制御部は、前記物品に霜が付着していると判定した場合、前記荷役装置が備える圧縮空気供給装置を制御することで、前記荷役装置による前記物品の把持動作に先駆けて、当該物品に空気を噴射させる、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の制御装置。
5. 前記圧縮空気供給装置から噴射される空気の噴射口は、前記物品を吸着して把持するための把持部に設けられ、
   前記制御部は、前記圧縮空気供給装置に正圧又は負圧の空気を発生させることで、前記把持部による前記空気の噴射動作と、前記把持部による前記物品の把持動作とを切り替える、請求項４に記載の制御装置。
6. 前記制御部は、前記物品に付着した霜の着氷度合に応じて、前記物品に噴射する空気の噴射強度を制御する、請求項４又は５に記載の制御装置。
7. 前記制御部は、前記物品に付着した霜の着氷度合が閾値以上と判定した場合、前記荷役装置による前記物品の把持動作を抑制する、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の制御装置。
8. 前記制御部は、前記物品に霜が付着していないと判定した場合、前記荷役装置に前記物品の把持動作を開始させる、請求項１乃至７のいずれか一項に記載の制御装置。
9. 第１環境下に設置される第１撮像装置と、
   第２環境下に設置される第２撮像装置と
   前記第２環境より低温である前記第１環境下から前記第２環境下に移動された物品を把持して荷役を行う荷役装置と、
   前記第１撮像装置によって撮像された物品の第１撮像画像と、前記第２撮像装置によって撮像された前記物品の第２撮像画像とを取得し、前記第１撮像画像及び前記第２撮像画像に基づいて前記物品の表面に付着した霜の状態を判定した判定結果を前記荷役装置に送信する制御装置と、
   を有する荷役システム。

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