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JP7572082B2 - LOADING SPACE RECOGNITION DEVICE, SYSTEM, METHOD, AND PROGRAM - Google Patents
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JP7572082B2 - LOADING SPACE RECOGNITION DEVICE, SYSTEM, METHOD, AND PROGRAM - Google Patents

LOADING SPACE RECOGNITION DEVICE, SYSTEM, METHOD, AND PROGRAM Download PDF

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JP7572082B2 JP2023502529A JP2023502529A JP7572082B2 JP 7572082 B2 JP7572082 B2 JP 7572082B2 JP 2023502529 A JP2023502529 A JP 2023502529A JP 2023502529 A JP2023502529 A JP 2023502529A JP 7572082 B2 JP7572082 B2 JP 7572082B2
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教之 青木
真則 高岡
研二 河野
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Description

[関連出願についての記載]
本発明は、日本国特許出願:特願2021-030741号(2021年2月26日出願)の優先権主張に基づくものであり、同出願の全記載内容は引用をもって本書に組み込み記載されているものとする。
本発明は、積載空間認識装置、システム、方法、及びプログラムに関する。
[Description of Related Applications]
The present invention is based on the priority claim of Japanese Patent Application: Patent Application No. 2021-030741 (filed on February 26, 2021), the entire contents of which are incorporated herein by reference.
The present invention relates to a loading space recognition device, a system, a method, and a program.

物流業界では、トラックコンテナに積載した荷物が、輸送中の落下などの荷崩れにより、荷物の損傷が発生し、輸送品質の低下が発生している。そこで、荷崩れを未然に防止するように荷物を配置する情報を生成したり、実際に荷崩れが発生してしまった場合の早急に発見するための技術が提案されている(例えば、特許文献1~6参照)In the logistics industry, cargo loaded in truck containers can fall during transport, causing damage to the cargo and reducing the quality of transport. As a result, technologies have been proposed to generate information for arranging cargo to prevent cargo from collapsing, and to quickly discover if cargo has actually collapsed (see, for example, Patent Documents 1 to 6).

特許文献1、2には、荷崩れを抑制する技術として、積み上げられた複数の物品を第1地点から撮像又は走査して得られた、前記複数の物品の表面の第1領域の3次元情報を取得する第1情報取得部と、前記複数の物品を第2地点から撮像又は走査して得られた、前記複数の物品の表面の第2領域の3次元情報を取得する第2情報取得部と、前記第1情報取得部が取得した前記第1領域の3次元情報、及び、前記第2情報取得部が取得した前記第2領域の3次元情報に基づいて、前記複数の物品の表面の少なくとも一部の3次元形状を示す情報を生成する合成部と、を備え、前記第1地点及び前記第2地点の位置は、互いに異なり、前記合成部は、前記第1領域の3次元情報及び前記第2領域の3次元情報の一方を他方により補完して、前記複数の物品の表面の少なくとも一部の3次元形状を示す情報を生成する、形状情報生成装置が開示されている。Patent Documents 1 and 2 disclose a shape information generating device as a technology for preventing cargo from falling over, the shape information generating device comprising: a first information acquisition unit that acquires three-dimensional information of a first region of the surface of a plurality of stacked items, obtained by imaging or scanning the plurality of items from a first location; a second information acquisition unit that acquires three-dimensional information of a second region of the surface of the plurality of items, obtained by imaging or scanning the plurality of items from a second location; and a synthesis unit that generates information indicating a three-dimensional shape of at least a portion of the surface of the plurality of items based on the three-dimensional information of the first region acquired by the first information acquisition unit and the three-dimensional information of the second region acquired by the second information acquisition unit, the first location and the second location being located at different positions, and the synthesis unit complements one of the three-dimensional information of the first region and the three-dimensional information of the second region with the other to generate information indicating the three-dimensional shape of at least a portion of the surface of the plurality of items.

特許文献3には、荷崩れを防止する技術として、所定の荷姿で、かつ所定の重量となるように複数の被積付物を積み付ける積み付け方法であって、前記各被積付物の重量および荷姿をそれぞれ測定するステップと、これら各被積付物の重量および荷姿からこれら各被積付物の密度を算出するステップと、これら各被積付物の密度情報を集積してこれら各被積付物それぞれの積み付け位置を算出するステップとを具備している、積み付け方法が開示されている。Patent Document 3 discloses a loading method for loading multiple objects in a specified packing shape and with a specified weight as a technology for preventing cargo from falling over, the method comprising the steps of measuring the weight and packing shape of each of the loaded objects, calculating the density of each of the loaded objects from the weight and packing shape of each of the loaded objects, and accumulating the density information of each of the loaded objects to calculate the loading position of each of the loaded objects.

特許文献4には、運転者がモニタにより荷室内の荷物の状況(荷崩れしていないかどうか)をいつでも確認することができる技術として、荷室の上面における車幅方向中間位置で且つ荷室の全長を三等分する二箇所に取り付けられた監視カメラと、該監視カメラによる荷室内の画像データを入力する情報処理装置と、該情報処理装置から荷室内の画像データを入力して表示するモニタと、前記情報処理装置から荷室内の画像データを入力して基地局に向け送信する通信機とを備え、前記監視カメラの画像により積載スペースの空き状況を把握し得るよう構成した、車両の荷室内監視装置が開示されている。Patent Document 4 discloses a vehicle trunk monitoring device that, as technology that allows the driver to check the status of luggage in the trunk at any time (whether luggage has fallen over) on a monitor, comprises surveillance cameras attached to the top surface of the trunk at a midpoint in the vehicle width direction and at two locations that divide the entire length of the trunk into thirds, an information processing device that inputs image data of the interior of the trunk from the surveillance cameras, a monitor that inputs and displays image data of the interior of the trunk from the information processing device, and a communication device that inputs image data of the interior of the trunk from the information processing device and transmits it to a base station, and is configured so that the availability of loading space can be ascertained from images from the surveillance cameras.

特許文献5には、ドライバ及び管理センターが運送車両の荷崩れを容易に知ることができ、荷崩れの処置に対し迅速に対応できる技術として、運送車両の荷台内に取り付けられたセンサにより積荷の荷崩れを監視し、積荷の荷崩れが検出されたとき、積荷の荷崩れが発生した旨を示す警告をドライバに発する車載端末と、前記車載端末が前記警告をドライバに発するときに前記車載端末から送信された、前記積荷の荷崩れが発生した旨を示す荷崩れ監視信号を受信して運送車両の積荷の荷崩れ情報を収集し管理する管理センターとを備えた、運送車両の荷崩れ監視システムが開示されている。Patent Document 5 discloses a cargo shift monitoring system for transport vehicles as technology that enables drivers and a management center to easily become aware of cargo shifts in transport vehicles and quickly respond to the shifts. The system includes an on-board terminal that monitors cargo shifts using a sensor attached inside the bed of the transport vehicle and, when cargo shifts are detected, issues a warning to the driver indicating that cargo shifts have occurred, and a management center that receives a cargo shift monitoring signal indicating that cargo shifts have occurred, sent from the on-board terminal when the on-board terminal issues the warning to the driver, and collects and manages information about cargo shifts in the transport vehicle.

特許文献6には、移載中及び移載作業終了後に発生する荷崩れを検出することができる技術として、個々の物品の移載毎に、その前後におけるパレットに積付けられた物品群を上方から撮像して、物品の移載前の第1画像と、移載後の第2画像を取得し、第1画像と第2画像を比較し、移載された物品が存在していた領域以外の物品領域の変化度合に基づいて荷崩れの発生の有無を判定する物品の荷崩れ検出方法が開示されている。Patent Document 6 discloses a method for detecting cargo collapse, as a technology capable of detecting cargo collapse that occurs during transfer and after the transfer operation is completed, in which an image of a group of goods loaded on a pallet is taken from above before and after each transfer of an individual item, a first image is obtained before the goods are transferred and a second image is obtained after the transfer, the first image is compared with the second image, and the presence or absence of cargo collapse is determined based on the degree of change in the goods area other than the area where the transferred goods were located.

特許第6511681号公報Patent No. 6511681 特許第6577687号公報Patent No. 6577687 特開2002-29631号公報JP 2002-29631 A 特開2018-199489号公報JP 2018-199489 A 特開2005-018472号公報JP 2005-018472 A 特開2007-179301号公報JP 2007-179301 A

以下の分析は、本願発明者により与えられる。 The following analysis is provided by the present inventors.

しかしながら、特許文献1~3に記載の荷崩れを抑制、防止する技術では、荷崩れが発生しないように荷物を積み込むだけでは荷崩れが完全になくなるわけではなく、車両の加速、制動、振動などにより荷崩れに繋がる荷物のあらゆる方向の移動があるため、荷物の移動による荷崩れの発生の可能性を判定することができない。However, the technologies for suppressing and preventing cargo shifting described in Patent Documents 1 to 3 do not completely prevent cargo shifting simply by loading the cargo in a way that prevents it from shifting, and since cargo can move in all directions due to vehicle acceleration, braking, vibrations, etc., which can lead to cargo shifting, it is not possible to determine the possibility of cargo shifting due to cargo movement.

また、特許文献4に記載の荷物を確認する技術では、運転者がモニタにより荷室内の荷物の状況を確認して荷崩れを知ることになるため、運転者が車両運転中に荷物の移動による荷崩れの発生の可能性を判定することは安全上困難である。In addition, in the technology for checking luggage described in Patent Document 4, the driver checks the status of the luggage in the luggage compartment on a monitor and becomes aware of any luggage shifting, making it difficult from a safety standpoint for the driver to determine the possibility of luggage shifting while driving the vehicle.

また、特許文献5に記載の荷崩れを知る技術では、センサでの赤外線、超音波等の信号の受信の有無により荷崩れの判断をするので、センサでの信号の受信に変化がない範囲での荷物の移動を検出することができず、荷物の移動による荷崩れの発生の可能性を判定することができない可能性がある。In addition, the technology for detecting cargo collapse described in Patent Document 5 determines whether cargo collapse has occurred based on whether or not a sensor receives infrared, ultrasonic, or other signals, so it is not possible to detect cargo movement in an area where there is no change in the signal received by the sensor, and it may not be possible to determine the possibility of cargo collapse occurring due to cargo movement.

また、特許文献6の移載中及び移載作業終了後に発生する荷崩れを検出することができる技術では、撮像された、移載される前の第1画像と、移載された後の第2画像との各々のエッジ画像を生成して両画像を比較して、移載した物品以外の物品の変化度合に基づいて荷崩れの発生の有無を判定しているが、エッジ画像間の比較ではエッジ位置に移動のない荷物の移動(撮像位置に対する遠近方向の荷物の移動)を検出することができず、荷物の移動による荷崩れの発生の可能性を判定することができない可能性がある。Furthermore, in the technology of Patent Document 6 capable of detecting cargo collapse that occurs during transfer and after the transfer operation is completed, edge images are generated from a first image taken before the transfer and a second image taken after the transfer, and the two images are compared to determine whether cargo collapse has occurred based on the degree of change in items other than the transferred item. However, comparison between edge images cannot detect movement of cargo that does not move at the edge position (movement of cargo towards or away from the image capture position), and there is a possibility that it will not be possible to determine the possibility of cargo collapse due to cargo movement.

本発明の主な課題は、荷物の移動による荷崩れの発生の可能性を判定することに貢献することができる積載空間認識装置、システム、方法、及びプログラムを提供することである。 The main objective of the present invention is to provide a loading space recognition device, system, method, and program that can contribute to determining the possibility of cargo collapse due to cargo movement.

第1の視点に係る積載空間認識装置は、荷物の積載空間を所定の方向から撮像した3次元データに基づいて、前記積載空間に積載された荷物の全体像を推定して推定結果データとして出力するように構成されている荷物全体像推定部と、前記推定結果データをボクセル化してボクセルデータとして出力するように構成されているボクセル化部と、任意の基準時の前記ボクセルデータと、前記基準時から所定又は任意の時間を経過した後の前記ボクセルデータと、を比較することによって荷物の変動体積量又は移動量を推定し、推定された前記変動体積量又は移動量と閾値とを比較することによって荷崩れの可能性の有無を判定するように構成されている判定部と、
ユーザの操作により、前記積載空間における荷物の積載領域を指定するように構成された領域指定部と、を備え、
前記荷物全体像推定部は、前記積載領域に積載された荷物の全体像を推定するように構成されている
The loading space recognition device according to the first viewpoint includes a luggage overall image estimation unit configured to estimate an overall image of luggage loaded in the loading space based on three-dimensional data obtained by capturing an image of the luggage loading space from a predetermined direction and output the estimation result data as voxelization data, a voxelization unit configured to voxelize the estimation result data and output the voxel data as voxel data, and a determination unit configured to estimate a volumetric fluctuation or movement amount of the luggage by comparing the voxel data at an arbitrary reference time with the voxel data after a predetermined or arbitrary time has elapsed from the reference time, and to determine whether or not there is a possibility of luggage collapse by comparing the estimated volumetric fluctuation or movement amount with a threshold value.
an area designation unit configured to designate a luggage loading area in the loading space by a user's operation,
The luggage overall image estimation unit is configured to estimate an overall image of the luggage loaded in the loading area .

第2の視点に係る積載空間認識システムは、積載空間内の荷物の表面をセンシングして撮像された3次元データを出力するセンサと、前記第1の視点に係る積載空間認識装置と、を備える。The loading space recognition system relating to the second viewpoint includes a sensor that senses the surface of the luggage in the loading space and outputs three-dimensional image data, and a loading space recognition device relating to the first viewpoint.

第3の視点に係る積載空間認識方法は、ハードウェア資源を用いて荷物の積載空間を認識する積載空間認識方法であって、ユーザの操作により、前記積載空間における荷物の積載領域を指定するステップと、前記積載空間を所定の方向から撮像した3次元データに基づいて、前記積載空間における前記荷物の積載領域に積載された荷物の全体像を推定して推定結果データとして出力するステップと、前記推定結果データをボクセル化してボクセルデータとして出力するステップと、任意の基準時の前記ボクセルデータと、前記基準時から所定又は任意の時間を経過した後の前記ボクセルデータと、を比較することによって荷物の変動体積量又は移動量を推定し、推定された前記変動体積量又は移動量と閾値とを比較することによって荷崩れの可能性の有無を判定するステップと、を含む。
A loading space recognition method according to a third perspective is a loading space recognition method that recognizes a loading space for luggage using hardware resources, and includes the steps of: specifying a loading area for luggage in the loading space by a user operation; estimating an overall image of luggage loaded in the loading area for luggage in the loading space based on three-dimensional data obtained by imaging the loading space from a predetermined direction and outputting the estimated result data as estimation result data; voxelizing the estimation result data and outputting it as voxel data; and estimating a volume change or movement amount of the luggage by comparing the voxel data at an arbitrary reference time with the voxel data after a predetermined or arbitrary time has elapsed from the reference time, and determining whether or not there is a possibility of luggage collapse by comparing the estimated volume change or movement amount with a threshold value.

第4の視点に係るプログラムは、荷物の積載空間を認識させる処理をハードウェア資源に実行させるプログラムであって、ユーザの操作により、前記積載空間における荷物の積載領域を指定する処理と、前記積載空間を所定の方向から撮像した3次元データに基づいて、前記積載空間における前記荷物の積載領域に積載された荷物の全体像を推定して推定結果データとして出力する処理と、前記推定結果データをボクセル化してボクセルデータとして出力する処理と、任意の基準時の前記ボクセルデータと、前記基準時から所定又は任意の時間を経過した後の前記ボクセルデータと、を比較することによって荷物の変動体積量又は移動量を推定し、推定された前記変動体積量又は移動量と閾値とを比較することによって荷崩れの可能性の有無を判定する処理と、を前記ハードウェア資源に実行させる。 The program relating to the fourth perspective is a program that causes a hardware resource to execute a process for recognizing a luggage loading space, and causes the hardware resource to execute the following processes: a process for specifying a luggage loading area in the loading space by user operation; a process for estimating an overall image of the luggage loaded in the luggage loading area in the loading space based on three-dimensional data captured of the loading space from a predetermined direction and outputting the estimated result data as estimated result data; a process for voxelizing the estimated result data and outputting it as voxel data; and a process for estimating the amount of change in volume or movement of the luggage by comparing the voxel data at an arbitrary reference time with the voxel data after a predetermined or arbitrary time has elapsed from the reference time, and for determining whether or not there is a possibility of the luggage collapsing by comparing the estimated amount of change in volume or movement with a threshold value.

なお、プログラムは、コンピュータが読み取り可能な記憶媒体に記録することができる。記憶媒体は、半導体メモリ、ハードディスク、磁気記録媒体、光記録媒体等の非トランジェント(non-transient)なものとすることができる。また、本開示では、コンピュータプログラム製品として具現することも可能である。プログラムは、コンピュータ装置に入力装置又は外部から通信インタフェイスを介して入力され、記憶装置に記憶されて、プロセッサを所定のステップないし処理に従って駆動させ、必要に応じ中間状態を含めその処理結果を段階毎に表示装置を介して表示することができ、あるいは通信インタフェイスを介して、外部と交信することができる。そのためのコンピュータ装置は、一例として、典型的には互いにバスによって接続可能なプロセッサ、記憶装置、入力装置、通信インタフェイス、及び必要に応じ表示装置を備える。The program can be recorded on a computer-readable storage medium. The storage medium can be a non-transient medium such as a semiconductor memory, a hard disk, a magnetic recording medium, or an optical recording medium. In the present disclosure, the program can also be embodied as a computer program product. The program is input to the computer device from an input device or an external device via a communication interface, stored in a storage device, and drives the processor according to a predetermined step or process, and can display the processing results, including intermediate states as necessary, at each stage via a display device, or can communicate with the outside via the communication interface. For example, a computer device for this purpose typically includes a processor, a storage device, an input device, a communication interface, and a display device as necessary, which are connectable to each other via a bus.

前記第1~第4の視点によれば、荷物の移動による荷崩れの発生の可能性を判定することに貢献することができる。 The first to fourth aspects can contribute to determining the possibility of cargo shifting due to luggage movement.

実施形態1に係る積載空間認識システムの構成及び使用態様の一例を模式的に示したイメージ図である。1 is a schematic diagram illustrating an example of a configuration and a usage mode of a loading space recognition system according to a first embodiment. FIG. 実施形態1に係る積載空間認識システムにおける積載空間認識装置の構成を模式的に示したブロック図である。1 is a block diagram illustrating a schematic configuration of a loading space recognition device in a loading space recognition system according to a first embodiment. FIG. 実施形態1に係る積載空間認識システムにおける積載空間認識装置の動作を模式的に示したフローチャートである。4 is a flowchart illustrating an operation of the loading space recognition device in the loading space recognition system according to the first embodiment. 基準ボクセルと対比ボクセルとの差分を抽出したときに変動体積量がある場合のいくつかの例を模式的に示したイメージ図である。11A to 11C are schematic diagrams showing examples of cases in which there is a volume change when a difference between a reference voxel and a comparison voxel is extracted. 基準ボクセルと対比ボクセルとの差分を抽出したときに変動体積量がなく、かつ、移動量がある場合のいくつかの例を模式的に示したイメージ図である。11A and 11B are schematic diagrams showing examples of cases in which there is no volume change and there is a movement amount when a difference between a reference voxel and a comparison voxel is extracted. 図5の例2-1のまとまり推定から最長移動量推定までの推移を模式的に示したイメージ図である。FIG. 6 is an image diagram showing a transition from the group estimation to the maximum movement amount estimation in Example 2-1 of FIG. 5; 図5の例2-2のまとまり推定から最長移動量推定までの推移を模式的に示したイメージ図である。FIG. 6 is an image diagram showing a transition from the group estimation to the maximum movement amount estimation in Example 2-2 of FIG. 5. 図5の例2-3のまとまり推定から最長移動量推定までの推移を模式的に示したイメージ図である。FIG. 6 is an image diagram showing a transition from the group estimation to the maximum movement amount estimation in Example 2-3 of FIG. 5. 図5の例2-4のまとまり推定から最長移動量推定までの推移を模式的に示したイメージ図である。FIG. 6 is an image diagram showing a transition from the group estimation to the maximum movement amount estimation in Example 2-4 of FIG. 5. 実施形態1に係る積載空間認識システムの構成及び使用態様の変形例を模式的に示したイメージ図である。1A to 1C are conceptual diagrams each showing a modified example of the configuration and usage of the loading space recognition system according to the first embodiment. 実施形態2に係る積載空間認識装置の構成を模式的に示したブロック図である。FIG. 11 is a block diagram illustrating a configuration of a loading space recognition device according to a second embodiment. ハードウェア資源の構成を模式的に示したブロック図である。FIG. 2 is a block diagram illustrating a schematic configuration of hardware resources.

以下、実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、本出願において図面参照符号を付している場合は、それらは、専ら理解を助けるためのものであり、図示の態様に限定することを意図するものではない。また、下記の実施形態は、あくまで例示であり、本発明を限定するものではない。また、以降の説明で参照する図面等のブロック間の接続線は、双方向及び単方向の双方を含む。一方向矢印については、主たる信号(データ)の流れを模式的に示すものであり、双方向性を排除するものではない。さらに、本願開示に示す回路図、ブロック図、内部構成図、接続図などにおいて、明示は省略するが、入力ポート及び出力ポートが各接続線の入力端及び出力端のそれぞれに存在する。入出力インタフェイスも同様である。プログラムはコンピュータ装置を介して実行され、コンピュータ装置は、例えば、プロセッサ、記憶装置、入力装置、通信インタフェイス、及び必要に応じ表示装置を備え、コンピュータ装置は、通信インタフェイスを介して装置内又は外部の機器(コンピュータを含む)と、有線、無線を問わず、交信可能に構成される。 The following describes the embodiments with reference to the drawings. In this application, when reference symbols are used, they are intended to aid in understanding and are not intended to limit the invention to the illustrated form. The following embodiments are merely illustrative and do not limit the invention. In addition, the connection lines between blocks in the drawings and the like referred to in the following description include both bidirectional and unidirectional. One-way arrows are used to diagrammatically indicate the flow of the main signal (data) and do not exclude bidirectionality. Furthermore, although not explicitly shown in the circuit diagrams, block diagrams, internal configuration diagrams, connection diagrams, etc. shown in the present disclosure, input ports and output ports exist at the input and output ends of each connection line. The same is true for input/output interfaces. The program is executed via a computer device, which includes, for example, a processor, a storage device, an input device, a communication interface, and a display device as necessary, and the computer device is configured to be able to communicate with devices (including computers) inside or outside the device via the communication interface, regardless of whether it is wired or wireless.

[実施形態1]
実施形態1に係る積載空間認識システムについて図面を用いて説明する。図1は、実施形態1に係る積載空間認識システムの構成及び使用態様の一例を模式的に示したイメージ図である。図2は、実施形態1に係る積載空間認識システムにおける積載空間認識装置の構成を模式的に示したブロック図である。ここでは、トラックのコンテナの積み荷を例に説明する。
[Embodiment 1]
The loading space recognition system according to the first embodiment will be described with reference to the drawings. Fig. 1 is an image diagram showing an example of the configuration and usage of the loading space recognition system according to the first embodiment. Fig. 2 is a block diagram showing an example of the configuration of the loading space recognition device in the loading space recognition system according to the first embodiment. Here, the loading space recognition system will be described with reference to an example of a container load on a truck.

積載空間認識システム1は、センサ10を用いて、物体(図1では荷物4)が積載される積載空間(図1ではトラック2のコンテナ3内の積載空間5)における物体の変動(体積変動、距離変動)を認識するシステムである(図1参照)。積載空間認識システム1では、センサ10と、積載空間認識装置200とが通信(有線通信又は無線通信)可能に接続された構成となっている。積載空間認識システム1は、トラック2に搭載することができる。積載空間認識システム1では、積載空間認識装置200がセンサ10で撮影された撮影データ(図2の100)に基づいて積載空間5における物体の変動を認識する。ここで、撮影データ100は、センサ10で撮影した3次元データ(点群データ、深度データ等の3次元的な要素を撮影したデータ、他にも複数画像から3次元空間に再構成したデータ等)である。The loading space recognition system 1 is a system that uses a sensor 10 to recognize the change (volume change, distance change) of an object (baggage 4 in FIG. 1) in a loading space (loading space 5 in a container 3 of a truck 2 in FIG. 1) in which the object is loaded (see FIG. 1). In the loading space recognition system 1, the sensor 10 and the loading space recognition device 200 are connected to each other so that they can communicate (wired communication or wireless communication). The loading space recognition system 1 can be mounted on a truck 2. In the loading space recognition system 1, the loading space recognition device 200 recognizes the change of an object in the loading space 5 based on the photographed data (100 in FIG. 2) photographed by the sensor 10. Here, the photographed data 100 is three-dimensional data photographed by the sensor 10 (data photographed of three-dimensional elements such as point cloud data and depth data, data reconstructed from multiple images into a three-dimensional space, etc.).

センサ10は、撮影領域となる積載空間5内の荷物4の表面をセンシングして撮影(撮像)するセンサである(図1参照)。センサ10は、積載空間認識装置200と通信可能に接続されている。センサ10は、積載空間5を撮影した3次元データから作成された撮影データ(図2の100)を積載空間認識装置200に向けて出力する。センサ10は、荷物4の検知に必要な撮影距離、画角、コンテナ3の大きさなどの撮影条件や顧客要望に応じて選択することができる。また、センサ10には、各種メーカーから販売されている製品を用いることができる。センサ10として、例えば、ステレオカメラ、ToF(Time of Flight)カメラ、3D-lidar(Three Dimensions - light detection and ranging)、2D-lidar(Two Dimensions - light detection and ranging)、LIDAR(Laser Imaging Detection And Ranging)等を用いることができる。センサ10は、撮影領域となる積載空間5を撮影できる位置に取り付けることができ、例えば、コンテナ3の荷物搬入口側の上方付近に取り付けることができる。センサ10は、積載空間5内の荷物4をコンテナ3の荷物搬入口側の上方から撮影することができる。センサ10は、積載空間5に少なくとも1つあればよいが、複数あってもよい。また、センサ10は、積載空間5が広大で1つのセンサで撮影することが困難な場合にも複数用いてもよい。なお、センサ10が積載空間5に複数ある場合には、種類やメーカーが異なっていてもよい。また、センサ10が積載空間5に複数ある場合には、各センサ10で撮影された各撮影データを積載空間認識装置200で合成すればよい。The sensor 10 senses and photographs (takes an image) the surface of the luggage 4 in the loading space 5, which is the photographing area (see FIG. 1). The sensor 10 is communicably connected to the loading space recognition device 200. The sensor 10 outputs photographing data (100 in FIG. 2) created from three-dimensional data photographed of the loading space 5 to the loading space recognition device 200. The sensor 10 can be selected according to the photographing conditions such as the photographing distance, angle of view, and size of the container 3 required for detecting the luggage 4, and customer requests. In addition, products sold by various manufacturers can be used for the sensor 10. For example, a stereo camera, a ToF (Time of Flight) camera, a 3D-lidar (Three Dimensions - light detection and ranging), a 2D-lidar (Two Dimensions - light detection and ranging), a LIDAR (Laser Imaging Detection And Ranging), etc. can be used as the sensor 10. The sensor 10 can be attached at a position where it can photograph the loading space 5, which is the photographing area, and can be attached, for example, near the upper part of the baggage entrance side of the container 3. The sensor 10 can photograph the baggage 4 in the loading space 5 from above the baggage entrance side of the container 3. At least one sensor 10 is required in the loading space 5, but there may be multiple sensors. In addition, multiple sensors 10 may be used when the loading space 5 is large and it is difficult to photograph with one sensor. When there are multiple sensors 10 in the loading space 5, the sensors may be of different types or manufacturers. When there are multiple sensors 10 in the loading space 5, the photographed data photographed by each sensor 10 may be synthesized by the loading space recognition device 200.

積載空間認識装置200は、センサ10からの撮影データ100に基づいて、荷物4が積載される積載空間5における荷物4の変動(体積変動、距離変動)を認識する装置である(図1、図2参照)。積載空間認識装置200として、コンピュータを構成する機能部(例えば、プロセッサ、記憶装置、入力装置、通信インタフェイス、及び表示装置)を有する装置(コンピュータ装置)を用いることができ、例えば、ノート型パーソナルコンピュータ、スマートフォン、タブレット端末などを用いることができる。積載空間認識装置200は、荷物4の荷崩れの可能性の有無を判定する機能を有する。積載空間認識装置200は、パレット積み付けなどの状況下で、荷崩れが発生する場合には一定量のまとまった体積変化が見込まれる場合にも採用できる。積載空間認識装置200は、所定のプログラムを実行することによって、前処理部210と、荷姿把握部220と、判定部230と、ユーザインタフェイス部240と、により実現される。The loading space recognition device 200 is a device that recognizes the change (volume change, distance change) of the luggage 4 in the loading space 5 in which the luggage 4 is loaded based on the photographed data 100 from the sensor 10 (see Figs. 1 and 2). As the loading space recognition device 200, a device (computer device) having functional parts (e.g., a processor, a storage device, an input device, a communication interface, and a display device) constituting a computer can be used, and for example, a notebook personal computer, a smartphone, a tablet terminal, etc. can be used. The loading space recognition device 200 has a function of determining whether or not there is a possibility of collapse of the luggage 4. The loading space recognition device 200 can also be adopted in a situation such as pallet loading where a certain amount of volume change is expected when a load collapse occurs. The loading space recognition device 200 is realized by a preprocessing unit 210, a package shape recognition unit 220, a determination unit 230, and a user interface unit 240 by executing a predetermined program.

前処理部210は、撮影データ100に対して、積載空間認識処理をするための前処理を行う機能部である(図2参照)。前処理部210は、撮影データ100を前処理した前処理データ101を荷姿把握部220及びユーザインタフェイス部240に向けて出力する。前処理部210は、フォーマット変換部211と、ノイズ除去部212と、を備える。The pre-processing unit 210 is a functional unit that performs pre-processing on the image capture data 100 in order to perform loading space recognition processing (see FIG. 2). The pre-processing unit 210 outputs pre-processed data 101, which is the pre-processed image capture data 100, to the packaging style recognition unit 220 and the user interface unit 240. The pre-processing unit 210 includes a format conversion unit 211 and a noise removal unit 212.

フォーマット変換部211は、前処理として、撮影データ100のフォーマットを、積載空間認識装置200において共通に使える共通フォーマットに変換する機能部である(図2参照)。フォーマット変換部211は、共通フォーマットの撮影データ100を、ノイズ除去部212に向けて出力する。なお、撮影データ100のフォーマットがもともと共通フォーマットの場合は、フォーマット変換部211の処理を省略(スキップ)することができる。The format conversion unit 211 is a functional unit that converts the format of the shooting data 100 into a common format that can be commonly used in the loading space recognition device 200 as a pre-processing step (see FIG. 2). The format conversion unit 211 outputs the shooting data 100 in the common format to the noise removal unit 212. Note that if the format of the shooting data 100 is originally a common format, the processing of the format conversion unit 211 can be omitted (skip).

ノイズ除去部212は、前処理として、フォーマット変換部211からの撮影データ100からノイズ(例えば、積載空間認識に不要な点群)を除去する機能部である(図2参照)。ノイズ除去部212は、撮影データ100におけるノイズが除去された前処理データ101を荷姿把握部220の荷物全体像推定部222に向けて出力し、必要に応じてユーザインタフェイス部240の表示部241に向けて出力する。ノイズ除去方法として、例えば、平滑化処理、フィルタリング(例えば、移動平均フィルタ処理、メディアンフィルタ処理など)、外れ値除去処理(例えば、カイの二乗検定による外れ値除去処理)などが挙げられる。なお、ノイズがほとんどない状態であれば、ノイズ除去部212の処理を省略(スキップ)してもよい。The noise removal unit 212 is a functional unit that removes noise (e.g., point clouds unnecessary for loading space recognition) from the photographed data 100 from the format conversion unit 211 as preprocessing (see FIG. 2). The noise removal unit 212 outputs the preprocessed data 101 from which noise in the photographed data 100 has been removed to the luggage overall image estimation unit 222 of the package shape recognition unit 220, and outputs it to the display unit 241 of the user interface unit 240 as necessary. Examples of noise removal methods include smoothing processing, filtering (e.g., moving average filter processing, median filter processing, etc.), and outlier removal processing (e.g., outlier removal processing by chi-square test). Note that if there is almost no noise, the processing of the noise removal unit 212 may be omitted (skip).

前処理データ101は、表示部241に出力され、ユーザはこれらを閲覧することができる。また、撮影データ100、前処理データ101は全ての処理の基礎となるため、保存可能とすることで、確証とすることも可能である。The pre-processing data 101 is output to the display unit 241, and the user can view it. In addition, since the shooting data 100 and the pre-processing data 101 are the basis for all processing, it is also possible to use them as confirmation by making them saveable.

荷姿把握部220は、前処理データ101から現状の荷姿を把握する機能ブロックである(図2参照)。荷姿把握部220は、把握された現状の荷姿に係るボクセルデータ102を判定部230に向けて出力する。荷姿把握部220は、領域指定部221と、荷物全体像推定部222と、ボクセル化部223とを備える。荷姿把握部220は、前処理データ101から積載された荷物の形状、あるいは空き空間についての情報を計測し、定量的な情報を提供する。The packaging style grasping unit 220 is a functional block that grasps the current packaging style from the pre-processing data 101 (see FIG. 2). The packaging style grasping unit 220 outputs voxel data 102 relating to the grasped current packaging style to the judgment unit 230. The packaging style grasping unit 220 includes an area designation unit 221, a luggage overall image estimation unit 222, and a voxelization unit 223. The packaging style grasping unit 220 measures information about the shape of the loaded luggage or the available space from the pre-processing data 101, and provides quantitative information.

領域指定部221は、コンテナ3内で荷物4の積載が可能な領域(積載領域)を指定する機能部である(図2参照)。領域指定部221は、例えば、コンテナ3内で荷物4を積載できない領域がある場合などは、その領域を除外して領域指定を行う。領域指定部221は、操作部242を介してユーザから積載領域を指定させることができ、領域端を自動的に取得するシステムと組み合せて、自動で領域を指定することもできる。The area designation unit 221 is a functional unit that designates an area (loading area) within the container 3 where luggage 4 can be loaded (see Figure 2). For example, if there is an area within the container 3 where luggage 4 cannot be loaded, the area designation unit 221 excludes that area when designating the area. The area designation unit 221 can allow the user to designate the loading area via the operation unit 242, and can also designate an area automatically in combination with a system that automatically acquires area edges.

また、領域指定部221は、操作部242を介してユーザから、判定部230での判定から除外する判定除外領域を指定するようにしてもよい。これにより、一定形状を保てない荷物4の荷姿変化の判定を行わないようにして、過剰な荷姿変化の判定を行わないようにすることができる。変化判定除外領域は、領域単位だけでなく、ボクセル単位や、単一・個別の荷物単位(オブジェクト単位)で指定されるようにしてもよい。 The area designation unit 221 may also allow the user to specify, via the operation unit 242, a judgment exclusion area to be excluded from the judgment by the judgment unit 230. This makes it possible to avoid excessive judgment of changes in the packing shape of luggage 4 that cannot maintain a constant shape by not judging the change in the packing shape. The change judgment exclusion area may be specified not only in area units, but also in voxel units or single/individual luggage units (object units).

荷物全体像推定部222は、前処理データ101のノイズ除去部212からの前処理データ101、及び、領域指定部221に指定された積載領域に基づいて、積載領域に積載された荷物4の全体像を推定する機能部である(図2参照)。荷物全体像推定部222は、積載済みの荷物4の全体像に係る推定結果データを作成する。荷物全体像推定部222は、作成した推定結果データをボクセル化部223に向けて出力する。荷物全体像推定部222は、荷物表面や最前面に積載された荷物だけではなく、それらに遮蔽され、センサ10からは確認できない奥の部分(オクルージョン部分)に積載された荷物(必要に応じて隙間)も推定する。オクルージョン部分に積載された荷物の推定には、時系列順に蓄積した過去のデータによる補完や、積載荷物に関するサイズや個数などの事前知識を用いてもよく、最前面の座標点とセンサを結ぶ直線の延長線上には荷物を示す座標点が存在すると仮定する様な単純なアルゴリズムの他、時系列に保存した前処理データ101を利用してもよく、機械学習を利用してもよい。The luggage overall image estimation unit 222 is a functional unit that estimates an overall image of the luggage 4 loaded in the loading area based on the pre-processing data 101 from the noise removal unit 212 of the pre-processing data 101 and the loading area specified by the area designation unit 221 (see FIG. 2). The luggage overall image estimation unit 222 creates estimation result data related to the overall image of the loaded luggage 4. The luggage overall image estimation unit 222 outputs the created estimation result data to the voxelization unit 223. The luggage overall image estimation unit 222 estimates not only the luggage loaded on the surface or the foreground, but also the luggage loaded in the back part (occlusion part) that is blocked by them and cannot be seen by the sensor 10 (gaps, if necessary). To estimate the luggage loaded in the occluded area, past data accumulated in chronological order may be used for supplementation, or prior knowledge of the size and number of loaded luggage may be used. In addition to a simple algorithm that assumes that a coordinate point indicating the luggage exists on an extension of a straight line connecting the frontmost coordinate point and the sensor, pre-processed data 101 stored in chronological order or machine learning may be used.

機械学習の教師データ収集方法の例としては、前処理データ101と、実際の積載状況とを関連付けてデータベースに記録する方法が挙げられる。例えば、コンテナの天井面に所定の間隔で距離センサを設け、積載された荷物との距離を距離センサにより測定する。これにより、センサ直下の荷物が天井近くまで積み上がっている、半分程度の高さまで積み上がっている、全く荷物が積まれていない、など、荷物の積載状況を把握することができる。天井面のセンサを複数設けることでコンテナ内全体の荷物の積載状況を把握することができる。このようにして、前処理データ101と、実際の積載状況との関連付けを行うことにより、機械学習を行うことができる。機械学習の方法はこれに限らず、他の方法により行われても良い。また、機械学習を利用する場合は、「重量」、「上積厳禁/下積厳禁」などの形状以外の情報・属性を推定する機能を具備しても良い。An example of a method for collecting teacher data for machine learning is a method of associating the pre-processed data 101 with the actual loading status and recording it in a database. For example, distance sensors are provided at predetermined intervals on the ceiling surface of the container, and the distance between the loaded luggage is measured by the distance sensors. This makes it possible to grasp the luggage loading status, such as whether the luggage directly below the sensor is stacked up to the ceiling, whether it is stacked up to about half the height, or whether there is no luggage at all. By providing multiple sensors on the ceiling surface, it is possible to grasp the luggage loading status throughout the container. In this way, machine learning can be performed by associating the pre-processed data 101 with the actual loading status. The machine learning method is not limited to this, and other methods may be used. In addition, when machine learning is used, a function for estimating information and attributes other than shape, such as "weight" and "no top loading/no bottom loading" may be provided.

ボクセル化部223は、荷物全体像推定部222の推定結果データをボクセル化する機能部である(図2参照)。ボクセル化部223は、荷物全体像推定部222の推定結果データに基づいて、荷物4の全体像に係るボクセルデータ102を作成する。ボクセル化部223は、積載済みの荷物4が存在しない部分は空き空間としてボクセルデータ102を作成する。ボクセル化部223は、作成されたボクセルデータ102を判定部230の基準確定部231及び差分抽出部232に向けて出力する。ボクセル化処理においては、3Dセンサからは見えない遮蔽された領域の推測、あるいは時系列順に蓄積したデータによる補完などを行ってもよく、積載荷物に関するサイズや個数などの事前知識を用いてもよい。The voxelization unit 223 is a functional unit that converts the estimation result data of the luggage overall image estimation unit 222 into voxels (see FIG. 2). The voxelization unit 223 creates voxel data 102 relating to the overall image of the luggage 4 based on the estimation result data of the luggage overall image estimation unit 222. The voxelization unit 223 creates voxel data 102 by treating the portion where the loaded luggage 4 does not exist as empty space. The voxelization unit 223 outputs the created voxel data 102 to the reference determination unit 231 and the difference extraction unit 232 of the determination unit 230. In the voxelization process, it is possible to estimate an occluded area that is not visible from the 3D sensor, or to complement the data accumulated in chronological order, or to use prior knowledge of the size and number of loaded luggage.

ここで、ボクセルデータ102は、荷物4の全体像を、所定サイズの複数のボクセル(立方体)の組み合せによって表したデータである。ボクセルデータ102は、各ボクセルの寸法、各面の位置に係る情報を含む。ボクセルデータ102は、作成の度に記憶されるようにしてもよい。ボクセルデータ102は、1ボクセル内の荷物の数、あるいは1つの荷物がどの複数ボクセルに跨って存在するかの情報、重さや形状などの情報などもあってもよい。Here, the voxel data 102 is data that represents the overall image of the luggage 4 by combining multiple voxels (cubes) of a predetermined size. The voxel data 102 includes information related to the dimensions of each voxel and the position of each face. The voxel data 102 may be stored each time it is created. The voxel data 102 may also include information such as the number of luggage within one voxel, information on which multiple voxels one luggage spans, weight, shape, etc.

判定部230は、ある基準時点でのボクセルデータ102(基準ボクセルデータ)と、所定又は任意の時間が経過した時点でのボクセルデータ102(対比ボクセルデータ)と、を比較することによって、荷物の変動体積量又は移動量を推定し、推定された変動体積量又は移動量と閾値とを比較することによって荷崩れの可能性の有無を判定する機能部である(図2参照)。これにより、荷物4の落下を防止することができる。また、判定部230は、基準ボクセルデータと対比ボクセルデータとの比較だけでなく、対比ボクセルデータと1つ前に作成された他の対比ボクセルデータとを比較することによって、荷崩れの可能性の有無を検出するようにしてもよい。これにより、単位時間あたりの対比ボクセルデータ間の変化量が、基準ボクセルデータと対比ボクセルデータとの間の変化量よりも小さい場合に、荷崩れの可能性があると判定しないようにすることができる。さらに、トラック2(積載空間を有する構造体)に揺れや音を検出する検出部20を付けておき(図10参照)、判定部230は、検出部20で一定以上の揺れや音を検出したときにボクセル化部223から対比ボクセルデータを取得して、荷崩れの可能性の有無を検出するようにしてもよい。さらに、移動推定の確からしさを補完、検証するために、別のシステムから得た情報、例えば重量のある荷物が多い、逆に軽い荷物が多い、など、を用いてもよい。判定部230は、基準確定部231と、差分抽出部232と、変動体積量推定部233と、まとまり抽出部234と、組み合せ推定部235と、移動量推定部236と、荷崩れ判定部237と、を備える。The determination unit 230 is a functional unit that estimates the amount of change in the volume or movement of the luggage by comparing the voxel data 102 (reference voxel data) at a certain reference time point with the voxel data 102 (contrast voxel data) at a time point after a predetermined or arbitrary time has elapsed, and determines whether or not there is a possibility of the luggage collapse by comparing the estimated amount of change in the volume or movement with a threshold value (see FIG. 2). This makes it possible to prevent the luggage 4 from falling. In addition, the determination unit 230 may detect the possibility of the luggage collapse not only by comparing the reference voxel data with the contrast voxel data, but also by comparing the contrast voxel data with other contrast voxel data created one time ago. This makes it possible to prevent the possibility of the luggage collapse from being determined when the amount of change between the contrast voxel data per unit time is smaller than the amount of change between the reference voxel data and the contrast voxel data. Furthermore, the truck 2 (structure having a loading space) may be provided with a detection unit 20 for detecting shaking and sound (see FIG. 10), and the determination unit 230 may obtain comparison voxel data from the voxelization unit 223 when the detection unit 20 detects shaking or sound of a certain level or more, and detect the possibility of cargo collapse. Furthermore, to complement and verify the accuracy of the movement estimation, information obtained from another system, such as a large number of heavy cargoes or a large number of light cargoes, may be used. The determination unit 230 includes a reference determination unit 231, a difference extraction unit 232, a fluctuation volume estimation unit 233, a lump extraction unit 234, a combination estimation unit 235, a movement amount estimation unit 236, and a cargo collapse determination unit 237.

基準確定部231は、ボクセル化部223からのある基準時点(基準時刻)のボクセルデータ102を変化基準点として確定する機能部である(図2参照)。基準確定部231は、操作部242からの指示によって、ボクセル化部223からの基準時点(指示された時点)のボクセルデータ102を記憶し、位置変動の基準データとして保持する。基準確定部231は、基準時点でのボクセルデータ102を差分抽出部232に向けて出力する。The reference determination unit 231 is a functional unit that determines the voxel data 102 at a certain reference point (reference time) from the voxelization unit 223 as a change reference point (see Figure 2). The reference determination unit 231 stores the voxel data 102 at the reference point (instructed time) from the voxelization unit 223 in response to an instruction from the operation unit 242, and holds it as reference data for positional fluctuations. The reference determination unit 231 outputs the voxel data 102 at the reference point to the difference extraction unit 232.

差分抽出部232は、任意の基準時のボクセルデータ102(基準ボクセルデータ)と、前記基準時から所定又は任意の時間が経過した時点でのボクセルデータ102(対比ボクセルデータ)と、を比較することにより、所定の位置(例えば、トラック2の後方、センサ10の位置)から荷物4を見た面の対応する位置のボクセルの差分(例えば、奥行き方向の位置の差分)を抽出する機能部である(図2参照)。差分抽出部232は、差分抽出処理にあたって、基準ボクセルデータを基準確定部231から取得するとともに、対比ボクセルデータをボクセル化部223から取得する。差分抽出処理では、例えば、トラック2の後方から荷物4を見たときのボクセルの表面の位置が奥行き方向のトラック2の前方側に変化した場合(例えば、対象となるボクセルの位置にある荷物4が左側、右側、又は下側に移動してその1つ奥側の荷物4が表れた場合、対象となるボクセルの位置にある荷物4が奥側に移動した場合、オクルージョン部分が減少した場合)は体積が「減少」したことを表すように差分を抽出し、同じくボクセルの表面の位置からトラック2の後方側に変化した場合(例えば、対象となるボクセルの位置にある荷物4が手前側に移動した場合、対象となるボクセルの位置にある荷物4の手前に別の荷物4が移動してきた場合、オクルージョン部分が増加した場合)は体積が「増加」したことを表すように差分を抽出することができる。また、差分抽出処理では、例えば、ボクセルの表面の位置がトラック2の前方又は後方に変化した距離の大きさに応じて体積の減少又は増加の程度を段階的に表すように差分を抽出することができる。差分抽出部232は、差分抽出処理によって抽出された差分データを変動体積量推定部233及びまとまり抽出部234に向けて出力する。The difference extraction unit 232 is a functional unit that extracts voxel differences (e.g., differences in depth positions) at corresponding positions on a surface when the luggage 4 is viewed from a predetermined position (e.g., the rear of the truck 2, the position of the sensor 10) by comparing the voxel data 102 (reference voxel data) at an arbitrary reference time with the voxel data 102 (contrast voxel data) at a time when a predetermined or arbitrary time has elapsed from the reference time (see FIG. 2). In the difference extraction process, the difference extraction unit 232 obtains the reference voxel data from the reference determination unit 231 and obtains the contrast voxel data from the voxelization unit 223. In the difference extraction process, for example, when the position of the surface of the voxel when the luggage 4 is viewed from the rear of the truck 2 changes to the front side of the truck 2 in the depth direction (for example, when the luggage 4 at the position of the target voxel moves to the left, right, or downward and a luggage 4 one level further back appears, when the luggage 4 at the position of the target voxel moves to the rear, and when the occlusion portion decreases), a difference is extracted to represent a "decrease" in volume, and when the position of the surface of the voxel changes to the rear side of the truck 2 (for example, when the luggage 4 at the position of the target voxel moves to the front, when another luggage 4 moves in front of the luggage 4 at the position of the target voxel, and when the occlusion portion increases), a difference is extracted to represent an "increase" in volume. In addition, in the difference extraction process, for example, a difference can be extracted to represent the degree of decrease or increase in volume in stages according to the magnitude of the distance by which the position of the surface of the voxel has changed forward or backward of the truck 2. The difference extraction unit 232 outputs the difference data extracted by the difference extraction process to the fluctuation volume amount estimation unit 233 and the lump extraction unit 234 .

変動体積量推定部233は、差分抽出部232からの差分データに基づいて、荷物4の全体像の変動した体積量(変動体積量)を推定する機能部である(図2参照)。変動体積量は、例えば、トラック2の後方から荷物4を見た面の対応する位置のボクセルの奥行き方向の位置の差分の合計によって表すことができる。ある位置で、ある体積量が増加し、別の位置で同じ体積量が減少した場合、変動体積量は無し(0)となる(図5の移動例2-1~2-4参照)。また、ある位置で、ある体積量が増加し、別の位置で、増加した体積量よりも多い体積量が減少した場合、変動体積量はマイナスの値となる。また、ある位置で、ある体積量が増加し、別の位置で、増加した体積量よりも少ない体積量が減少した場合、変動体積量はプラスの値となる(図4の移動例1-1~1-3参照)。また、ある位置で、ある体積量が増加し、別の位置での体積量の減少がない場合、変動体積量はプラスの値となる。さらに、ある位置で、ある体積量が減少し、別の位置での体積量の増加がない場合、変動体積量はマイナスの値となる。変動体積量推定部233は、推定された変動体積量推定データを荷崩れ判定部237に向けて出力する。The volume change estimation unit 233 is a functional unit that estimates the volume change (volume change) of the overall image of the luggage 4 based on the difference data from the difference extraction unit 232 (see FIG. 2). The volume change can be expressed, for example, by the sum of the differences in the depth direction positions of the voxels at corresponding positions on the surface of the luggage 4 viewed from the rear of the truck 2. If a certain volume increases at a certain position and the same volume decreases at another position, the volume change is none (0) (see movement examples 2-1 to 2-4 in FIG. 5). If a certain volume increases at a certain position and a volume decrease is greater than the increased volume at another position, the volume change is a negative value. If a certain volume increases at a certain position and a volume decrease is less than the increased volume at another position, the volume change is a positive value (see movement examples 1-1 to 1-3 in FIG. 4). If a certain volume increases at a certain position and there is no decrease in the volume at another position, the volume change is a positive value. Furthermore, when a certain volume amount decreases at a certain position and there is no increase in the volume amount at another position, the fluctuation volume amount becomes a negative value. The fluctuation volume amount estimating unit 233 outputs the estimated fluctuation volume amount estimation data to the cargo collapse determining unit 237.

まとまり抽出部234は、差分抽出部232からの差分データに基づいて、同じ水平方向の位置にある、体積量が増加したボクセル(体積量増加ボクセル)と体積量が減少したボクセル(体積量減少ボクセル)との間に存在する体積量の増減のないボクセルのまとまりを抽出する機能部である(図2参照)。まとまり抽出部234は、荷物4の体積量の変動を伴わないことを前提とすることができる。まとまり抽出部234は、まとまりを抽出することができた場合、抽出されたまとまりデータを含む差分データを組み合せ推定部235に向けて出力する。まとまり抽出部234は、まとまりを抽出することができない場合、差分抽出部232からの差分データを組み合せ推定部235に向けて出力する。The clump extraction unit 234 is a functional unit that extracts clumps of voxels with no increase or decrease in volume that exist between voxels with an increased volume (volume-increased voxels) and voxels with a decreased volume (volume-decreased voxels) at the same horizontal position based on the difference data from the difference extraction unit 232 (see FIG. 2). It can be assumed that the clump extraction unit 234 does not involve a change in the volume of the luggage 4. If the clump extraction unit 234 is able to extract a clump, it outputs difference data including the extracted clump data to the combination estimation unit 235. If the clump extraction unit 234 is unable to extract a clump, it outputs difference data from the difference extraction unit 232 to the combination estimation unit 235.

組み合せ推定部235は、まとまり抽出部234からの差分データ(まとまりを抽出できた場合はまとまりデータを含む)に基づいて、体積量増加ボクセルと体積量減少ボクセルとの組み合せを推定する機能部である(図2参照)。組み合せ推定部235は、荷物4の体積量の変動を伴わないことを前提とすることができる。組み合せ推定処理では、例えば、組み合せが複数通りできる場合には、同じ水平位置にある体積量増加ボクセルと体積量減少ボクセルとを優先的に組み合せることができる。また、組み合せが複数通りできる場合には、互いの距離が最も大きく離れている体積量増加ボクセルと体積量減少ボクセルとを優先的に組み合せることができる。また、組み合せが複数通りできる場合には、距離の合計が最大になるように体積量増加ボクセルと体積量減少ボクセルとを優先的に組み合せることができる。また、体積量減少ボクセルは、荷物4が落下する場合には荷物4が上に移動することはありえないので、その1つ上の段にある体積量増加ボクセルとは組み合せないようにすることができる。体積量増加ボクセルは、荷物4が落下する場合には荷物4が上に移動することはありえないので、その1つ下の段にある体積量減少ボクセルとは組み合せないようにすることができる。組み合せ推定部235は、組み合せを推定することができた場合、抽出された組み合せデータを含む差分データを移動量推定部236に向けて出力する。組み合せ推定部235は、組み合せを推定することができない場合、まとまり抽出部234からの差分データを移動量推定部236に向けて出力する。The combination estimation unit 235 is a functional unit that estimates the combination of volume-increasing voxels and volume-decreasing voxels based on the difference data from the clump extraction unit 234 (including clump data if clumps can be extracted) (see FIG. 2). The combination estimation unit 235 can assume that the volume of the luggage 4 does not change. In the combination estimation process, for example, when multiple combinations are possible, a volume-increasing voxel and a volume-decreasing voxel that are in the same horizontal position can be preferentially combined. Also, when multiple combinations are possible, a volume-increasing voxel and a volume-decreasing voxel that are the furthest apart from each other can be preferentially combined. Also, when multiple combinations are possible, a volume-increasing voxel and a volume-decreasing voxel that are the furthest apart from each other can be preferentially combined. Also, when multiple combinations are possible, a volume-increasing voxel and a volume-decreasing voxel can be preferentially combined so that the sum of the distances is maximized. Furthermore, a volume-decreasing voxel can be prevented from being combined with a volume-increasing voxel in the next level above, since the luggage 4 cannot move upwards when it falls. A volume-increasing voxel can be prevented from being combined with a volume-decreasing voxel in the next level below, since the luggage 4 cannot move upwards when it falls. When the combination estimation unit 235 is able to estimate a combination, it outputs difference data including the extracted combination data to the movement amount estimation unit 236. When the combination estimation unit 235 is unable to estimate a combination, it outputs difference data from the lump extraction unit 234 to the movement amount estimation unit 236.

移動量推定部236は、組み合せ推定部235からの差分データ(まとまりデータ及び組み合せデータを含むことがある)に基づいて、基準時から所定又は任意の時間が経過した時までの間に生じた荷物4の移動量を推定する機能部である(図2参照)。移動量推定部236は、荷物4の体積量の変動を伴わないことを前提とすることができる。移動量推定部236は、差分データにおいてまとまりデータ、組み合せデータを含む場合、組み合せデータに係る体積量減少ボクセルから体積量増加ボクセルまでの距離を算出し、まとまりデータに係る体積量の増減のないボクセルの長さを算出し、算出された前記距離から、算出された前記長さを差し引いた値を荷物4の移動量として推定する。移動量推定部236は、差分データにおいて、まとまりデータを含まず、かつ、組み合せデータを含む場合、組み合せデータに係る体積量減少ボクセルから体積量増加ボクセルまでの距離を算出し、算出された前記距離の値を荷物4の移動量として推定する。なお、差分データにおいて、組み合せデータを含まない場合(まとまりデータの有無は不問)は、体積量の変動を伴う荷物4の移動になるので、移動量推定部236では移動量を推定せず、変動体積量推定部233での変動体積量の推定を優先的に行うことができる。また、移動量の推定では、横方向の移動と縦方向の移動(落下)それぞれで異なる重みをつけるように補正してもよく、例えば、横方向の移動は大きく動いても警告しないように推定された移動量よりも小さくなるように補正し、縦方向又は斜め方向の移動が発生した場合は小さな移動でも警告するように推定された移動量よりも大きくなるように補正するようにしてもよい。移動量推定部236は、差分データにおいて複数の組み合せデータを含む場合、組み合せデータごとに移動量を推定することになる。The movement amount estimation unit 236 is a functional unit that estimates the amount of movement of the luggage 4 that has occurred from a reference time to a time when a predetermined or arbitrary time has passed, based on the difference data (which may include the lump data and the combination data) from the combination estimation unit 235 (see FIG. 2). The movement amount estimation unit 236 can assume that the volume of the luggage 4 does not change. When the difference data includes the lump data and the combination data, the movement amount estimation unit 236 calculates the distance from the volume decrease voxel related to the combination data to the volume increase voxel, calculates the length of the voxel with no increase or decrease in volume related to the lump data, and estimates the value obtained by subtracting the calculated length from the calculated distance as the amount of movement of the luggage 4. When the difference data does not include the lump data and includes the combination data, the movement amount estimation unit 236 calculates the distance from the volume decrease voxel related to the combination data to the volume increase voxel, and estimates the calculated distance value as the amount of movement of the luggage 4. In addition, when the difference data does not include combination data (whether or not there is lump data), the movement of the luggage 4 involves a change in volume, so the movement amount estimation unit 236 does not estimate the movement amount, and the estimation of the change in volume amount by the change volume amount estimation unit 233 can be performed preferentially. In addition, in the estimation of the movement amount, correction may be performed so that different weights are assigned to horizontal movement and vertical movement (dropping), for example, the horizontal movement may be corrected to be smaller than the estimated movement amount so that no warning is issued even if the movement is large, and when a vertical or diagonal movement occurs, the movement amount may be corrected to be larger than the estimated movement amount so that even a small movement is warned. When the difference data includes multiple combination data, the movement amount estimation unit 236 estimates the movement amount for each combination data.

また、移動量推定部236は、推定された移動量の中から最も長い移動量を選択し、選択された前記移動量を最長移動量と推定する。なお、推定された移動量が1つの場合は、その移動量を最長移動量と推定する。移動量推定部236は、推定された最長移動量推定データを荷崩れ判定部237に向けて出力する。In addition, the movement amount estimation unit 236 selects the longest movement amount from the estimated movement amounts, and estimates the selected movement amount as the longest movement amount. Note that, if there is only one estimated movement amount, that movement amount is estimated as the longest movement amount. The movement amount estimation unit 236 outputs the estimated longest movement amount estimation data to the cargo collapse determination unit 237.

なお、まとまり抽出部234、組み合せ推定部235、及び移動量推定部236の動作の例については、後述する。Examples of the operation of the cluster extraction unit 234, combination estimation unit 235, and movement amount estimation unit 236 will be described later.

荷崩れ判定部237は、変動体積量推定部233からの変動体積量推定データ、又は、移動量推定部236からの最長移動量推定データと、予め設定された閾値(変動体積量用の第1閾値、又は、最長移動量用の第2閾値)とを比較することによって、荷物4の荷崩れの可能性の有無を判定する機能部である(図2参照)。荷崩れ判定部237は、変動体積量推定データが第1閾値よりも大きいとき(第1閾値以上のときでも可)に、荷物4の荷崩れの可能性があると判定する。荷崩れ判定部237は、変動体積量推定データが第1閾値以下のとき(第1閾値未満のときでも可)に、荷物4の荷崩れの可能性がないと判定する。荷崩れ判定部237は、最長移動量が第2閾値よりも大きいとき(第2閾値以上のときでも可)に、荷物4の荷崩れの可能性があると判定する。荷崩れ判定部237は、最長移動量が第2閾値以下のとき(第2閾値未満のときでも可)に、荷物4の荷崩れの可能性がないと判定する。荷崩れ判定部237は、変動体積量及び最長移動量のどちらを優先的に用いて荷物4の荷崩れの可能性の有無を判定するかは任意であるが、データ処理負荷を考慮すると、相対的に負荷が小さい変動体積量を優先的に用いて判定することができる。荷崩れ判定部237は、荷物4の荷崩れの可能性があると判定された場合、警告出力指示情報を警告出力部243に向けて出力し、異常の発生をユーザに警告することになる。The load collapse determination unit 237 is a functional unit that determines whether or not there is a possibility of load collapse of the luggage 4 by comparing the fluctuation volume amount estimation data from the fluctuation volume amount estimation unit 233 or the longest movement amount estimation data from the movement amount estimation unit 236 with a preset threshold (a first threshold for the fluctuation volume amount or a second threshold for the longest movement amount) (see FIG. 2). The load collapse determination unit 237 determines that there is a possibility of load collapse of the luggage 4 when the fluctuation volume amount estimation data is greater than the first threshold (or may be equal to or greater than the first threshold). The load collapse determination unit 237 determines that there is no possibility of load collapse of the luggage 4 when the fluctuation volume amount estimation data is equal to or less than the first threshold (or may be less than the first threshold). The load collapse determination unit 237 determines that there is a possibility of load collapse of the luggage 4 when the longest movement amount is greater than the second threshold (or may be equal to or greater than the second threshold). The load collapse determination unit 237 determines that there is no possibility of load collapse of the luggage 4 when the longest movement amount is equal to or less than the second threshold (it may be less than the second threshold). The load collapse determination unit 237 is free to use either the volume change amount or the longest movement amount to determine whether or not there is a possibility of load collapse of the luggage 4, but considering the data processing load, it is possible to make the determination by using the volume change amount, which imposes a relatively small load. When it is determined that there is a possibility of load collapse of the luggage 4, the load collapse determination unit 237 outputs warning output instruction information to the warning output unit 243 to warn the user of the occurrence of an abnormality.

ユーザインタフェイス部240は、ユーザインタフェイス(ユーザとの情報のやりとりをする機能)を備えた機能部である(図2参照)。ユーザインタフェイス部240は、ユーザと積載空間認識装置200との間のインタフェイスを行い、各処理への操作、及び、各処理の結果の確認を行えるようにする。ユーザインタフェイス部240は、表示部241、操作部242、警告出力部243を備えている。The user interface unit 240 is a functional unit equipped with a user interface (a function for exchanging information with the user) (see FIG. 2). The user interface unit 240 acts as an interface between the user and the loading space recognition device 200, allowing the user to operate each process and check the results of each process. The user interface unit 240 is equipped with a display unit 241, an operation unit 242, and a warning output unit 243.

表示部241は、ノイズ除去部212からの前処理データ101等を表示する機能部である(図2参照)。表示部241として、例えば、液晶ディスプレイ、有機EL(Electroluminescence)ディスプレイ、AR(Augmented Reality)グラス等を用いることができる。The display unit 241 is a functional unit that displays the preprocessed data 101 from the noise removal unit 212, etc. (see FIG. 2). As the display unit 241, for example, a liquid crystal display, an organic EL (Electroluminescence) display, AR (Augmented Reality) glasses, etc. may be used.

操作部242は、ユーザ操作に基づいて、領域指定部221及び基準確定部231への領域指定及び確定指示を行う機能部である(図2参照)。操作部242として、例えば、タッチパネル、マウス、ジェスチャーや目の動きを認識するカメラとソフトウェア等を用いることができる。The operation unit 242 is a functional unit that issues area designation and determination instructions to the area designation unit 221 and the reference determination unit 231 based on user operations (see FIG. 2). As the operation unit 242, for example, a touch panel, a mouse, a camera and software that recognizes gestures and eye movements, etc. can be used.

警告出力部243は、荷崩れ判定部237からの警告出力指示情報に基づいて、ユーザに対し警告を出力する機能部である(図2参照)。警告出力部243として、例えば、警告に係る文字や画像を表示するディスプレイ、アラーム音を出力するスピーカ、アラーム点灯するランプ、他のシステムへ警告出力指示情報を送信する通信部などを用いることができる。The warning output unit 243 is a functional unit that outputs a warning to a user based on warning output instruction information from the cargo collapse determination unit 237 (see FIG. 2). For example, the warning output unit 243 may be a display that displays characters or images related to the warning, a speaker that outputs an alarm sound, a lamp that turns on an alarm, or a communication unit that transmits warning output instruction information to another system.

次に、実施形態1に係る積載空間認識システムにおける積載空間認識装置の動作について図面を用いて説明する。図3は、実施形態1に係る積載空間認識システムにおける積載空間認識装置の動作を模式的に示したフローチャートである。なお、積載空間認識装置の構成部及びその詳細については図1及び図2並びにそれらの説明を参照されたい。Next, the operation of the loading space recognition device in the loading space recognition system according to embodiment 1 will be described with reference to the drawings. Fig. 3 is a flow chart that illustrates the operation of the loading space recognition device in the loading space recognition system according to embodiment 1. Please refer to Figs. 1 and 2 and their explanations for the components and details of the loading space recognition device.

まず、前処理部210のフォーマット変換部211は、センサ10から、撮影領域となる積載空間5内の荷物4を撮影した基準用の撮影データ100(基準撮影データ;3次元データ)を取得する(ステップA1)。First, the format conversion unit 211 of the pre-processing unit 210 acquires reference photographic data 100 (reference photographic data; three-dimensional data) from the sensor 10, which photographs luggage 4 in the loading space 5, which is the photographing area (step A1).

次に、前処理部210のフォーマット変換部211は、基準用の撮影データ100のフォーマットを共通フォーマットに変換する(ステップA2)。Next, the format conversion unit 211 of the pre-processing unit 210 converts the format of the reference shooting data 100 into a common format (step A2).

次に、前処理部210のノイズ除去部212は、共通フォーマットに変換された基準用の撮影データ100からノイズを除去して基準用の前処理データ101を作成する(ステップA3)。Next, the noise removal unit 212 of the pre-processing unit 210 removes noise from the reference shooting data 100 converted into the common format to create reference pre-processed data 101 (step A3).

次に、荷姿把握部220の荷物全体像推定部222は、基準用の前処理データ101、及び、領域指定部221で指定された積載領域に基づいて、積載領域上の積載済みの荷物4の全体像を推定する(ステップA4)。Next, the luggage overall image estimation unit 222 of the package shape grasping unit 220 estimates an overall image of the luggage 4 already loaded on the loading area based on the reference pre-processing data 101 and the loading area specified by the area designation unit 221 (step A4).

次に、荷姿把握部220のボクセル化部223は、ステップA4で推定された推定結果データに基づいて、荷物4の全体像に係る基準用のボクセルデータ102(基準ボクセルデータ)を作成する(ステップA5)。Next, the voxelization unit 223 of the package shape recognition unit 220 creates reference voxel data 102 (reference voxel data) relating to the overall image of the luggage 4 based on the estimation result data estimated in step A4 (step A5).

次に、判定部230の基準確定部231は、ボクセル化部223で作成された基準ボクセルデータを、ユーザによる操作部242の操作により、荷崩れ判定処理のための基準時の値として保存する(ステップA6)。ユーザによる操作部242の操作は、例えば、コンテナ3への荷物4の積み付けが完了し、配送を開始する前に行うことができる。Next, the reference determination unit 231 of the determination unit 230 stores the reference voxel data created by the voxelization unit 223 as a reference time value for the cargo collapse determination process by the user operating the operation unit 242 (step A6). The user can operate the operation unit 242, for example, after loading of the cargo 4 into the container 3 is completed and before delivery is started.

次に、前処理部210のフォーマット変換部211は、基準用の撮影データ100(基準撮影データ)を取得してから所定又は任意の時間が経過した時点で、センサ10から、撮影領域となる積載空間5内の荷物4を撮影した対比用の撮影データ100(対比撮影データ;3次元データ)を取得する(ステップA7)。Next, the format conversion unit 211 of the pre-processing unit 210 acquires comparison photography data 100 (comparison photography data; three-dimensional data) from the sensor 10, which is an image of the luggage 4 in the loading space 5, which is the photography area, at a time when a predetermined or arbitrary time has elapsed since acquiring the reference photography data 100 (reference photography data) (step A7).

次に、前処理部210のフォーマット変換部211は、対比用の撮影データ100のフォーマットを共通フォーマットに変換する(ステップA8)。Next, the format conversion unit 211 of the pre-processing unit 210 converts the format of the comparison shooting data 100 into a common format (step A8).

次に、前処理部210のノイズ除去部212は、共通フォーマットに変換された対比用の撮影データ100からノイズを除去して対比用の前処理データ101を作成する(ステップA9)。Next, the noise removal unit 212 of the pre-processing unit 210 removes noise from the comparison shooting data 100 converted into a common format to create comparison pre-processed data 101 (step A9).

次に、荷姿把握部220の荷物全体像推定部222は、対比用の前処理データ101、及び、領域指定部221で指定された積載領域に基づいて、積載領域上の積載済みの荷物4の全体像を推定する(ステップA10)。Next, the luggage overall image estimation unit 222 of the package posture grasping unit 220 estimates an overall image of the luggage 4 already loaded on the loading area based on the pre-processing data 101 for comparison and the loading area specified by the area designation unit 221 (step A10).

次に、荷姿把握部220のボクセル化部223は、ステップA10で推定された推定結果データに基づいて、荷物4の全体像に係る対比用のボクセルデータ102(対比ボクセルデータ)を作成する(ステップA11)。Next, the voxelization unit 223 of the package shape recognition unit 220 creates comparison voxel data 102 (contrast voxel data) relating to the overall image of the luggage 4 based on the estimation result data estimated in step A10 (step A11).

次に、判定部230の差分抽出部232は、基準確定部231に保存された基準ボクセルデータと、ボクセル化部223で作成された対比ボクセルデータと、を比較することにより、所定の位置(例えば、トラック2の後方、センサ10の位置)から荷物4を見た面の対応する位置のボクセルの差分(例えば、奥行き方向の位置の差分)を抽出する(ステップA12)。Next, the difference extraction unit 232 of the judgment unit 230 compares the reference voxel data stored in the reference determination unit 231 with the comparison voxel data created by the voxelization unit 223 to extract voxel differences (e.g., differences in depth positions) at corresponding positions on the surface when the luggage 4 is viewed from a specified position (e.g., the rear of the truck 2, the position of the sensor 10) (step A12).

次に、判定部230の変動体積量推定部233は、差分抽出部232からの差分データに基づいて、荷物4の全体像の変動した体積量(変動体積量)を推定する(ステップA13)。Next, the fluctuation volume estimation unit 233 of the judgment unit 230 estimates the changed volume (fluctuation volume) of the overall image of the luggage 4 based on the difference data from the difference extraction unit 232 (step A13).

次に、判定部230の荷崩れ判定部237は、変動体積量推定部233からの変動体積量推定データが、予め設定された変動体積量用の第1閾値よりも大きいか否かを判定する(ステップA14)。変動体積量推定が第1閾値よりも大きい場合(ステップA14のYES)、荷物4の荷崩れの可能性があると判定し、警告出力部243に警告出力指示情報を出力し、ステップA20に進む。Next, the load collapse determination unit 237 of the determination unit 230 determines whether the fluctuation volume estimation data from the fluctuation volume estimation unit 233 is greater than a first threshold value for the fluctuation volume amount that has been set in advance (step A14). If the fluctuation volume estimation is greater than the first threshold value (YES in step A14), it determines that there is a possibility of a load collapse of the luggage 4, outputs warning output instruction information to the warning output unit 243, and proceeds to step A20.

変動体積量推定が第1閾値以下の場合(ステップA14のNO)、判定部230のまとまり抽出部234は、差分抽出部232からの差分データに基づいて、同じ水平方向の位置にある、体積量増加ボクセルと体積量減少ボクセルとの間に存在する体積量の増減のないボクセルのまとまりを抽出する(ステップA15)。まとまりを抽出できないときはスキップする。If the estimated volume change is equal to or less than the first threshold (NO in step A14), the chunk extraction unit 234 of the determination unit 230 extracts chunks of voxels with no increase or decrease in volume that are located between a volume increase voxel and a volume decrease voxel at the same horizontal position based on the difference data from the difference extraction unit 232 (step A15). If a chunk cannot be extracted, the process is skipped.

次に、判定部230の組み合せ推定部235は、まとまり抽出部234からの差分データ(まとまりを抽出できた場合はまとまりデータを含む)に基づいて、体積量増加ボクセルと体積量減少ボクセルとの組み合せを推定する(ステップA16)。Next, the combination estimation unit 235 of the judgment unit 230 estimates combinations of volume-increasing voxels and volume-decreasing voxels based on the difference data from the cluster extraction unit 234 (including cluster data if clusters are extracted) (step A16).

次に、判定部230の移動量推定部236は、組み合せ推定部235からの差分データ(まとまりデータ及び組み合せデータを含むことがある)に基づいて、基準時から所定又は任意の時間が経過した時までの間に生じた荷物4の移動量を推定する(ステップA17)。Next, the movement amount estimation unit 236 of the determination unit 230 estimates the amount of movement of the luggage 4 that has occurred between the reference time and a predetermined or arbitrary time has elapsed based on the difference data (which may include the lump data and the combination data) from the combination estimation unit 235 (step A17).

ここで、移動量の推定では、差分データにおいてまとまりデータ、組み合せデータを含む場合、組み合せデータに係る体積量減少ボクセルから体積量増加ボクセルまでの距離を算出し、まとまりデータに係る体積量の増減のないボクセルの長さを算出し、算出された前記距離から、算出された前記長さを差し引いた値を荷物4の移動量として推定する。また、移動量の推定では、差分データにおいて、まとまりデータを含まず、かつ、組み合せデータを含む場合、組み合せデータに係る体積量減少ボクセルから体積量増加ボクセルまでの距離を算出し、算出された前記距離の値を荷物4の移動量として推定する。また、移動量の推定では、差分データにおいて複数の組み合せデータを含む場合、組み合せデータごとに移動量を推定する、 Here, in estimating the amount of movement, if the difference data includes block data and combination data, the distance from the volume-decreasing voxel in the combination data to the volume-increasing voxel is calculated, the length of the voxel in the block data with no increase or decrease in volume is calculated, and the value obtained by subtracting the calculated length from the calculated distance is estimated as the amount of movement of the luggage 4. In addition, in estimating the amount of movement, if the difference data does not include block data but includes combination data, the distance from the volume-decreasing voxel in the combination data to the volume-increasing voxel is calculated, and the calculated distance value is estimated as the amount of movement of the luggage 4. In addition, in estimating the amount of movement, if the difference data includes multiple combination data, the amount of movement is estimated for each combination data.

次に、判定部230の移動量推定部236は、推定された移動量の中から最も長い移動量を選択し、選択された前記移動量を最長移動量と推定する(ステップA18)。Next, the movement amount estimation unit 236 of the judgment unit 230 selects the longest movement amount from the estimated movement amounts and estimates the selected movement amount as the longest movement amount (step A18).

次に、判定部230の荷崩れ判定部237は、移動量推定部236からの最長移動量推定データが、予め設定された最長移動量用の第2閾値よりも大きいか否かを判定する(ステップA19)。最長移動量推定データが第2閾値より大きい場合(ステップA19のYES)、荷物4の荷崩れの可能性があると判定し、警告出力部243に警告出力指示情報を出力し、ステップA20に進む。最長移動量推定データが第2閾値以下である場合(ステップA19のNO)、荷物4の荷崩れの可能性が無いと判定して、1つのサイクルを終了し、ユーザの終了の指示があるまでステップA7~A20を繰り返す。Next, the load collapse determination unit 237 of the determination unit 230 determines whether the longest movement amount estimation data from the movement amount estimation unit 236 is greater than a second threshold value for the longest movement amount that has been set in advance (step A19). If the longest movement amount estimation data is greater than the second threshold value (YES in step A19), it determines that there is a possibility of load collapse of the luggage 4, outputs warning output instruction information to the warning output unit 243, and proceeds to step A20. If the longest movement amount estimation data is equal to or less than the second threshold value (NO in step A19), it determines that there is no possibility of load collapse of the luggage 4, ends one cycle, and repeats steps A7 to A20 until the user gives an instruction to end the cycle.

変動体積量推定が第1閾値よりも大きい場合(ステップA14のYES)、又は、最長移動量推定データが第2閾値より大きい場合(ステップA19のYES)、ユーザインタフェイス部240の警告出力部243は、荷崩れ判定部237からの警告出力指示情報に基づいて、ユーザに対し警告を出力する(ステップA20)。その後、1つのサイクルを終了し、ユーザの終了の指示があるまでステップA7~A20を繰り返す。If the estimated volume fluctuation is greater than the first threshold (YES in step A14), or if the longest movement amount estimated data is greater than the second threshold (YES in step A19), the warning output unit 243 of the user interface unit 240 outputs a warning to the user based on the warning output instruction information from the cargo collapse determination unit 237 (step A20). After that, one cycle ends, and steps A7 to A20 are repeated until the user gives an instruction to end the cycle.

次に、実施形態1に係る積載空間認識システムにおける積載空間認識装置の差分抽出部及び変動体積量推定部並びに荷崩れ判定部の動作をいくつかの例及び図面を用いて説明する。図4は、基準ボクセルと対比ボクセルとの差分を抽出したときに変動体積量がある場合のいくつかの例を模式的に示したイメージ図である。Next, the operation of the difference extraction unit, the volume fluctuation estimation unit, and the cargo collapse determination unit of the loading space recognition device in the loading space recognition system according to embodiment 1 will be described with reference to several examples and drawings. Figure 4 is an image diagram that shows several examples in which there is a volume fluctuation when the difference between a reference voxel and a comparison voxel is extracted.

トラック(図1の2)の後方側から荷物(図1の4)の全体像を見たときの基準ボクセルデータが図4の基準ボクセルデータのような状態である場合、図4の基準ボクセルデータから移動例1-1に係る対比ボクセルデータのように変化すると、差分抽出部(図2の232)で抽出される差分抽出データは図4の移動例1-1に係る差分抽出データのようになる。移動例1-1に係る差分抽出データでは、左上の4個のボクセルのみの体積量がそれぞれ1段増加し、かつ、その他のボクセルには増減の変化がない。つまり、体積の増加が1段分4個しか存在しないので、基準ボクセルデータと対比ボクセルデータとは総体積が異なる。この場合、体積が増加したボクセルの奥側でオクルージョン部(隙間や空間)が増加したと考えられるため、基準ボクセルデータの表面位置から対比ボクセルデータの増加した表面位置までの距離が移動したとして変動体積量推定部(図2の233)で変動体積量を推定し、荷崩れ判定部(図2の237)での変動体積量の閾値判定が行える。 If the reference voxel data when viewing the entire image of the luggage (4 in Figure 1) from the rear of the truck (2 in Figure 1) is in a state similar to the reference voxel data in Figure 4, then when the reference voxel data in Figure 4 changes to the contrast voxel data related to movement example 1-1, the difference extraction data extracted by the difference extraction unit (232 in Figure 2) will become like the difference extraction data related to movement example 1-1 in Figure 4. In the difference extraction data related to movement example 1-1, the volume of only the four voxels in the upper left increases by one level, and there is no increase or decrease in the other voxels. In other words, because there is only a one-level increase in volume for four voxels, the total volumes of the reference voxel data and the contrast voxel data are different. In this case, it is considered that the occlusion area (gaps or spaces) has increased behind the voxel whose volume has increased, so the volume fluctuation estimation unit (233 in Figure 2) estimates the volume fluctuation by assuming that the distance from the surface position of the reference voxel data to the surface position of the increased volume in the comparison voxel data has moved, and the load collapse determination unit (237 in Figure 2) can determine the threshold value of the volume fluctuation.

図4の基準ボクセルデータから移動例1-2に係る対比ボクセルデータのように変化すると、差分抽出部(図2の232)で抽出される差分抽出データは図4の移動例1-2に係る差分抽出データのようになる。移動例1-2に係る差分抽出データでは、4個のボクセルの体積量がそれぞれ1段減少し、別の8個のボクセルの体積量がそれぞれ1段増加し、かつ、その他のボクセルには増減の変化がない。つまり、体積の増加分と減少分とが存在するが、体積の増加分と減少分を相殺しても体積の増加が1段分4個多く存在するので、基準ボクセルデータと対比ボクセルデータとは総体積が異なる。この場合、全体的に荷物が動いてしまっているため、正確な移動量の算出は不可能である。また、この場合、体積の増加4個分と減少4個分との間で荷物4の移動があり、残りの体積の増加4個分で基準ボクセルデータの表面位置から対比ボクセルデータの増加した表面位置までの距離が移動したとして、変動体積量推定部(図2の233)で変動体積量を推定し、荷崩れ判定部(図2の237)で変動体積量の閾値判定を行う。 When the reference voxel data in Figure 4 changes to the comparison voxel data for movement example 1-2, the difference extraction data extracted by the difference extraction unit (232 in Figure 2) becomes the difference extraction data for movement example 1-2 in Figure 4. In the difference extraction data for movement example 1-2, the volume of four voxels decreases by one step, the volume of another eight voxels increases by one step, and there is no increase or decrease in the other voxels. In other words, there are increases and decreases in volume, but even if the increases and decreases in volume are offset, there is still four more voxels with an increase in volume of one step, so the total volume differs between the reference voxel data and the comparison voxel data. In this case, the luggage has moved overall, so it is impossible to calculate the exact amount of movement. In this case, the luggage 4 moves between four increases and four decreases in volume, and the remaining four increases in volume correspond to a movement in the distance from the surface position of the reference voxel data to the increased surface position of the comparison voxel data. The volume fluctuation estimation unit (233 in Figure 2) estimates the volume fluctuation, and the cargo collapse determination unit (237 in Figure 2) determines the threshold value of the volume fluctuation.

図4の基準ボクセルデータから移動例1-3に係る対比ボクセルデータのように変化すると、差分抽出部(図2の232)で抽出される差分抽出データは図4の移動例1-3に係る差分抽出データのようになる。移動例1-3に係る差分抽出データでは、8個のボクセルの体積量がそれぞれ1段減少し、別の12個のボクセルの体積量がそれぞれ1段増加し、さらに別の4個のボクセルの体積量がそれぞれ2段増加し、かつ、その他のボクセルには増減の変化がない。つまり、体積の増加分と減少分とが存在するが、体積の増加分と減少分を相殺しても体積の増加が1段分4個多く存在し、かつ、体積の増加が2段分4個多く存在するので、基準ボクセルデータと対比ボクセルデータとは総体積が異なる。この場合、体積の増加1段8個分と減少1段8個分との間で荷物4の移動があり、残りの体積の増加1段4個分と体積の増加2段4個分で基準ボクセルデータの表面位置から対比ボクセルデータの増加した表面位置までの距離が移動したとして、変動体積量推定部(図2の233)で変動体積量を推定し、荷崩れ判定部(図2の237)で変動体積量の閾値判定を行う。 When the reference voxel data in Figure 4 changes to the comparison voxel data for Movement Example 1-3, the difference extraction data extracted by the difference extraction unit (232 in Figure 2) becomes the difference extraction data for Movement Example 1-3 in Figure 4. In the difference extraction data for Movement Example 1-3, the volume of eight voxels decreases by one level, the volume of another 12 voxels increases by one level, the volume of another four voxels increases by two levels, and there is no increase or decrease in the other voxels. In other words, there are increases and decreases in volume, but even when the increases and decreases in volume are offset, there are four more voxels with an increase in volume of one level, and four more voxels with an increase in volume of two levels, so the total volumes of the reference voxel data and the comparison voxel data are different. In this case, luggage 4 moves between an increase of 8 units in one step and a decrease of 8 units in one step, and the distance from the surface position of the reference voxel data to the increased surface position of the comparison voxel data moves by the remaining increase of 4 units in one step and an increase of 4 units in two steps. The amount of change in volume is estimated by the change in volume estimation unit (233 in Figure 2), and the load collapse determination unit (237 in Figure 2) determines the threshold value of the change in volume.

次に、実施形態1に係る積載空間認識システムにおける積載空間認識装置の差分抽出部、まとまり抽出部、組み合せ推定部、移動量推定部、及び荷崩れ判定部の動作をいくつかの例及び図面を用いて説明する。図5は、基準ボクセルと対比ボクセルとの差分を抽出したときに変動体積量がなく、かつ、移動量がある場合のいくつかの例を模式的に示したイメージ図である。図6は、図5の例2-1のまとまり推定から最長移動量推定までの推移を模式的に示したイメージ図である。図7は、図5の例2-2のまとまり推定から最長移動量推定までの推移を模式的に示したイメージ図である。図8は、図5の例2-3のまとまり推定から最長移動量推定までの推移を模式的に示したイメージ図である。図9は、図5の例2-4のまとまり推定から最長移動量推定までの推移を模式的に示したイメージ図である。Next, the operation of the difference extraction unit, the lump extraction unit, the combination estimation unit, the movement amount estimation unit, and the load collapse determination unit of the loading space recognition device in the loading space recognition system according to the first embodiment will be described using several examples and drawings. FIG. 5 is an image diagram that shows several examples in which there is no volume fluctuation and there is a movement amount when the difference between the reference voxel and the comparison voxel is extracted. FIG. 6 is an image diagram that shows a transition from the lump estimation to the longest movement amount estimation in Example 2-1 of FIG. 5. FIG. 7 is an image diagram that shows a transition from the lump estimation to the longest movement amount estimation in Example 2-2 of FIG. 5. FIG. 8 is an image diagram that shows a transition from the lump estimation to the longest movement amount estimation in Example 2-3 of FIG. 5. FIG. 9 is an image diagram that shows a transition from the lump estimation to the longest movement amount estimation in Example 2-4 of FIG. 5.

トラック(図1の2)の後方側から荷物(図1の4)の全体像を見たときの基準ボクセルデータが図5の基準ボクセルデータのような状態である場合、図5の基準ボクセルデータから移動例2-1に係る対比ボクセルデータのように変化すると、差分抽出部(図2の232)で抽出される差分抽出データは図5の移動例2-1に係る差分抽出データのようになる。移動例2-1に係る差分抽出データでは、6個のボクセルの体積量がそれぞれ1段増加し、別の6個のボクセルの体積量がそれぞれ1段減少し、その他のボクセルには増減の変化がない。つまり、体積の増加分と減少分とが存在し、体積の増加分と減少分とが同じ数及び段数で相殺されるので、基準ボクセルデータと対比ボクセルデータとの総体積が同じである。この場合、まとまり抽出部(図2の234)で図6(A)のように同じ水平方向の位置にある、体積量増加ボクセルと体積量減少ボクセルとの間に存在する体積量の増減のないボクセルのまとまり2つを抽出し、組み合せ推定部(図2の235)で図6(B)のように紐付けされた体積量増加ボクセルのまとまりと体積量減少ボクセルのまとまりとの組み合せ2つを推定し、移動量推定部(図2の236)で図6(C)のように組み合せに係る体積量減少ボクセルから体積量増加ボクセルまでの距離(図6(C)の2つの矢印参照)を算出し、まとまりデータに係る体積量の増減のないボクセルの長さ(図示せず)を算出し、図6(D)のように算出された前記距離から、算出された前記長さを差し引いた値を荷物4の移動量(図6(D)の2つの矢印参照)として推定し、移動量推定部(図2の236)で移動量の中から最も長い移動量を最長移動量(図6(D)の丸で囲まれた矢印参照)と推定し、荷崩れ判定部(図2の237)で最長移動量の閾値判定を行う。 When the reference voxel data when viewing the overall image of the luggage (4 in Figure 1) from the rear side of the truck (2 in Figure 1) is in a state similar to the reference voxel data in Figure 5, if the reference voxel data in Figure 5 changes to the contrast voxel data related to movement example 2-1, the difference extraction data extracted by the difference extraction unit (232 in Figure 2) will become like the difference extraction data related to movement example 2-1 in Figure 5. In the difference extraction data related to movement example 2-1, the volume of six voxels each increases by one step, the volume of another six voxels each decreases by one step, and there is no increase or decrease in the other voxels. In other words, there are increases and decreases in volume, and the increases and decreases in volume are offset by the same number and number of steps, so the total volume of the reference voxel data and the contrast voxel data is the same. In this case, the cluster extraction unit (234 in FIG. 2) extracts two clusters of voxels with no increase or decrease in volume that are located between a volume-increasing voxel and a volume-decreasing voxel at the same horizontal position as shown in FIG. 6A. The combination estimation unit (235 in FIG. 2) estimates two combinations of clusters of volume-increasing voxels and clusters of volume-decreasing voxels that are linked together as shown in FIG. 6B. The movement estimation unit (236 in FIG. 2) estimates the movement of the volume-increasing voxels from the volume-decreasing voxels related to the combination as shown in FIG. 6C. The distance to the cell (see the two arrows in Figure 6 (C)) is calculated, the length of the voxel (not shown) with no increase or decrease in volume related to the block data is calculated, and the value obtained by subtracting the calculated length from the distance calculated as in Figure 6 (D) is estimated as the amount of movement of the luggage 4 (see the two arrows in Figure 6 (D)). The movement amount estimation unit (236 in Figure 2) estimates the longest movement amount among the movement amounts as the maximum movement amount (see the circled arrow in Figure 6 (D)), and the cargo collapse determination unit (237 in Figure 2) determines the threshold value of the maximum movement amount.

図5の基準ボクセルデータから移動例2-2に係る対比ボクセルデータのように変化すると、差分抽出部(図2の232)で抽出される差分抽出データは図5の移動例2-2に係る差分抽出データのようになる。移動例2-2に係る差分抽出データでは、8個のボクセルの体積量がそれぞれ1段増加し、別の8個のボクセルの体積量がそれぞれ1段減少し、その他のボクセルには増減の変化がない。つまり、体積の増加分と減少分とが存在し、体積の増加分と減少分とが同じ数及び段数で相殺されるので、基準ボクセルデータと対比ボクセルデータとの総体積が同じである。この場合、まとまり抽出部(図2の234)で図7(A)のように同じ水平方向の位置にある、体積量増加ボクセルと体積量減少ボクセルとの間に存在する体積量の増減のないボクセルのまとまり1つを抽出し、組み合せ推定部(図2の235)で図7(B)のように紐付けされた体積量増加ボクセルのまとまりと体積量減少ボクセルのまとまりとの組み合せ2つを推定し、移動量推定部(図2の236)で図7(C)のように組み合せに係る体積量減少ボクセルから体積量増加ボクセルまでの距離(図7(C)の2つの矢印参照)を算出し、まとまりデータに係る体積量の増減のないボクセルの長さ(図示せず;1つ)を算出し、図7(D)のように算出された前記距離から、算出された前記長さを差し引いた値を荷物4の移動量(図7(D)の2つの矢印参照;一方は差し引き有り、他方は差し引き無し)として推定し、移動量推定部(図2の236)で移動量の中から最も長い移動量を最長移動量(図7(D)の丸で囲まれた矢印参照;当該事例の場合、2つあるがどちらでも可)と推定し、荷崩れ判定部(図2の237)で最長移動量の閾値判定を行う。 When the reference voxel data in Figure 5 changes to the contrast voxel data for Movement Example 2-2, the difference extraction data extracted by the difference extraction unit (232 in Figure 2) becomes the difference extraction data for Movement Example 2-2 in Figure 5. In the difference extraction data for Movement Example 2-2, the volume of eight voxels increases by one step, the volume of another eight voxels decreases by one step, and there is no increase or decrease in the other voxels. In other words, there are increases and decreases in volume, and the increases and decreases in volume are offset by the same number and number of steps, so the total volumes of the reference voxel data and the contrast voxel data are the same. In this case, the cluster extraction unit (234 in FIG. 2) extracts one cluster of voxels with no increase or decrease in volume that exists between a volume-increasing voxel and a volume-decreasing voxel at the same horizontal position as in FIG. 7A, the combination estimation unit (235 in FIG. 2) estimates two combinations of a cluster of volume-increasing voxels and a cluster of volume-decreasing voxels that are linked together as in FIG. 7B, and the movement estimation unit (236 in FIG. 2) estimates the distance from the volume-decreasing voxel to the volume-increasing voxel related to the combination as in FIG. 7C (see the two arrows in FIG. 7C). Then, the length of a voxel (not shown; one) with no increase or decrease in volume related to the block of data is calculated, and the value obtained by subtracting the calculated length from the distance calculated as in FIG. 7(D) is estimated as the amount of movement of the luggage 4 (see the two arrows in FIG. 7(D); one with deduction and the other without deduction). A movement amount estimation unit (236 in FIG. 2) estimates the longest movement amount among the movement amounts as the longest movement amount (see the arrow surrounded by a circle in FIG. 7(D); in this case, there are two, but either one is acceptable), and a cargo collapse determination unit (237 in FIG. 2) determines the threshold value of the longest movement amount.

図5の基準ボクセルデータから移動例2-3に係る対比ボクセルデータのように変化すると、差分抽出部(図2の232)で抽出される差分抽出データは図5の移動例2-3に係る差分抽出データのようになる。移動例2-3に係る差分抽出データでは、8個のボクセルの体積量がそれぞれ1段増加し、別の8個のボクセルの体積量がそれぞれ1段減少し、その他のボクセルには増減の変化がない。つまり、体積の増加分と減少分とが存在し、体積の増加分と減少分とが同じ数及び段数で相殺されるので、基準ボクセルデータと対比ボクセルデータとの総体積が同じである。この場合、まとまり抽出部(図2の234)では図8(A)のように同じ水平方向の位置にある、体積量増加ボクセルと体積量減少ボクセルとの間に存在する体積量の増減のないボクセルのまとまりを抽出することができないのでスキップし、組み合せ推定部(図2の235)で図8(B)のように紐付けされた体積量増加ボクセルのまとまりと体積量減少ボクセルのまとまりとの組み合せ2つを推定し、移動量推定部(図2の236)で図8(C)のように組み合せに係る体積量減少ボクセルから体積量増加ボクセルまでの距離(図8(C)の2つの矢印参照)を算出し、図8(D)のように算出された前記距離を荷物4の移動量(図8(D)の2つの矢印参照)として推定し、移動量推定部(図2の236)で移動量の中から最も長い移動量を最長移動量(図8(D)の丸で囲まれた矢印参照)と推定し、荷崩れ判定部(図2の237)で最長移動量の閾値判定を行う。 When the reference voxel data in Figure 5 changes to the contrast voxel data for Movement Example 2-3, the difference extraction data extracted by the difference extraction unit (232 in Figure 2) becomes the difference extraction data for Movement Example 2-3 in Figure 5. In the difference extraction data for Movement Example 2-3, the volume of eight voxels increases by one step, the volume of another eight voxels decreases by one step, and there is no increase or decrease in the other voxels. In other words, there are increases and decreases in volume, and the increases and decreases in volume are offset by the same number and number of steps, so the total volume of the reference voxel data and the contrast voxel data is the same. In this case, the cluster extraction unit (234 in FIG. 2) cannot extract clusters of voxels that are located between a volume increase voxel and a volume decrease voxel and have no change in volume, as shown in FIG. 8A, in the same horizontal position, so it skips them. The combination estimation unit (235 in FIG. 2) estimates two combinations of clusters of volume increase voxels and clusters of volume decrease voxels that are linked together, as shown in FIG. 8B, and the movement estimation unit (236 in FIG. 2) The distance from the volume-decreasing voxel to the volume-increasing voxel related to the combination is calculated as shown in Figure 8(C) (see the two arrows in Figure 8(C)), and the calculated distance is estimated as the movement amount of the luggage 4 as shown in Figure 8(D) (see the two arrows in Figure 8(D)).The movement amount estimation unit (236 in Figure 2) estimates the longest movement amount among the movement amounts as the maximum movement amount (see the circled arrow in Figure 8(D)), and the cargo collapse determination unit (237 in Figure 2) determines the threshold value of the maximum movement amount.

図5の基準ボクセルデータから移動例2-4に係る対比ボクセルデータのように変化すると、差分抽出部(図2の232)で抽出される差分抽出データは図5の移動例2-4に係る差分抽出データのようになる。移動例2-4に係る差分抽出データでは、12個のボクセルの体積量がそれぞれ1段増加し、別の12個のボクセルの体積量がそれぞれ1段減少し、その他のボクセルには増減の変化がない。つまり、体積の増加分と減少分とが存在し、体積の増加分と減少分とが同じ数及び段数で相殺されるので、基準ボクセルデータと対比ボクセルデータとの総体積が同じである。この場合、まとまり抽出部(図2の234)では図9(A)のように同じ水平方向の位置にある、体積量増加ボクセルと体積量減少ボクセルとの間に存在する体積量の増減のないボクセルのまとまりを抽出することができないのでスキップし、組み合せ推定部(図2の235)で図9(B)のように紐付けされた体積量増加ボクセルのまとまりと体積量減少ボクセルのまとまりとの組み合せ3つを推定し、移動量推定部(図2の236)で図9(C)のように組み合せに係る体積量減少ボクセルから体積量増加ボクセルまでの距離(図9(C)の3つの矢印参照)を算出し、図9(D)のように算出された前記距離を荷物4の移動量(図9(D)の3つの矢印参照)として推定し、移動量推定部(図2の236)で移動量の中から最も長い移動量を最長移動量(図9(D)の丸で囲まれた矢印参照)と推定し、荷崩れ判定部(図2の237)で最長移動量の閾値判定を行う。 When the reference voxel data in Figure 5 changes to the contrast voxel data for Movement Example 2-4, the difference extraction data extracted by the difference extraction unit (232 in Figure 2) becomes the difference extraction data for Movement Example 2-4 in Figure 5. In the difference extraction data for Movement Example 2-4, the volume of 12 voxels increases by one step, the volume of another 12 voxels decreases by one step, and there is no increase or decrease in the other voxels. In other words, there are increases and decreases in volume, and the increases and decreases in volume are offset by the same number and number of steps, so the total volume of the reference voxel data and the contrast voxel data is the same. In this case, the cluster extraction unit (234 in FIG. 2) cannot extract clusters of voxels that are located between a volume increase voxel and a volume decrease voxel and have no increase or decrease in volume, as shown in FIG. 9A, and so skips them. The combination estimation unit (235 in FIG. 2) estimates three combinations of clusters of volume increase voxels and clusters of volume decrease voxels that are linked together, as shown in FIG. 9B, and the movement estimation unit (236 in FIG. 2) The distance from the volume-decreasing voxel to the volume-increasing voxel related to the combination is calculated as shown in Figure 9(C) (see the three arrows in Figure 9(C)), and the calculated distance is estimated as the movement amount of the luggage 4 as shown in Figure 9(D) (see the three arrows in Figure 9(D)).The movement amount estimation unit (236 in Figure 2) estimates the longest movement amount among the movement amounts as the maximum movement amount (see the circled arrow in Figure 9(D)), and the cargo collapse determination unit (237 in Figure 2) determines the threshold value of the maximum movement amount.

なお、上記の移動例1-1~1-3、2-1~2-4におけるまとまり抽出部234のまとまり抽出処理の基準、組み合せ推定部235の組み合せ推定処理の基準、及び、移動量推定部236の移動量推定処理の基準については、図2の詳細な説明を参照されたい。 Please refer to the detailed explanation in Figure 2 for the criteria for the lump extraction process by the lump extraction unit 234, the criteria for the combination estimation process by the combination estimation unit 235, and the criteria for the movement amount estimation process by the movement amount estimation unit 236 in the above movement examples 1-1 to 1-3 and 2-1 to 2-4.

実施形態1によれば、基準ボクセルデータと対比ボクセルデータとの対応する位置のボクセルの差分を抽出して荷物4の全体像の変動体積量又は最長移動量を推定して閾値判定を行っているので、荷物の移動による荷崩れの発生の可能性を判定することに貢献することができる。According to embodiment 1, the difference between voxels at corresponding positions between the reference voxel data and the comparison voxel data is extracted to estimate the volumetric change or the maximum movement amount of the overall image of the luggage 4, and a threshold judgment is performed, which can contribute to determining the possibility of cargo collapse due to the movement of the luggage.

また、実施形態1によれば、荷物4で隠れたオクルージョン部分が生じても、そのオクルージョン部分を推定して荷物4の荷姿を把握するので、オクルージョン部分における荷物4の変化を考慮することが可能である。 Furthermore, according to embodiment 1, even if an occlusion portion hidden by luggage 4 occurs, the occlusion portion is estimated and the shape of the luggage 4 is grasped, so that it is possible to take into account changes in the luggage 4 in the occlusion portion.

さらに、実施形態1によれば、トラック2の移動開始前など、特定時点の荷姿の基準ボクセルデータを保持し、基準時から所定又は任意の時間が経過した後の荷姿の対比ボクセルデータと比較することにより、荷崩れの可能性の有無を検出することができるので、荷物の積み降ろし作業などによって不安定な配置となり、落下の危険がある荷物があった場合でも、それを検出し、ドライバに通知することができる。これにより荷物4の荷崩れの可能性を早期に発見し、荷物4の破損を未然に防ぐことができ、輸送品質の低下を防ぐことに貢献することができる。 Furthermore, according to the first embodiment, by retaining reference voxel data of the state of the package at a specific time point, such as before the truck 2 starts moving, and comparing it with the contrast voxel data of the state of the package after a predetermined or arbitrary time has passed from the reference time, it is possible to detect the possibility of the package collapsing, so that even if there is package that has become unstable due to loading and unloading work and is in danger of falling, it is possible to detect this and notify the driver. This makes it possible to detect the possibility of the package collapsing of the package 4 at an early stage and prevent damage to the package 4, thereby contributing to preventing a decline in transport quality.

[実施形態2]
実施形態2に係る積載空間認識装置について図面を用いて説明する。図11は、実施形態2に係る積載空間認識装置の構成を模式的に示したブロック図である。
[Embodiment 2]
The loading space recognition device according to the second embodiment will be described with reference to the drawings. Fig. 11 is a block diagram showing a schematic configuration of the loading space recognition device according to the second embodiment.

積載空間認識装置200は、撮影データに基づいて、荷物が積載される積載空間における荷物の変動(体積変動、距離変動)を認識する装置である。積載空間認識装置200は、荷物全体像推定部222と、ボクセル化部223と、判定部230と、を備える。The loading space recognition device 200 is a device that recognizes changes in the luggage (volume changes, distance changes) in the loading space in which the luggage is loaded based on the photographic data. The loading space recognition device 200 includes a luggage overall image estimation unit 222, a voxelization unit 223, and a determination unit 230.

荷物全体像推定部222は、荷物の積載空間を所定の方向から撮像した3次元データに基づいて、積載空間に積載された荷物の全体像を推定して推定結果データとして出力するように構成されている。The luggage overall image estimation unit 222 is configured to estimate an overall image of the luggage loaded in the loading space based on three-dimensional data captured from a specified direction of the luggage loading space, and output the estimated result data.

ボクセル化部223は、推定結果データをボクセル化してボクセルデータとして出力するように構成されている。 The voxelization unit 223 is configured to voxelize the estimation result data and output it as voxel data.

判定部230は、任意の基準時のボクセルデータと、基準時から所定又は任意の時間を経過した後のボクセルデータと、を比較することによって荷物の変動体積量又は移動量を推定し、推定された変動体積量又は移動量と閾値とを比較することによって荷崩れの可能性の有無を判定するように構成されている。The determination unit 230 is configured to estimate the amount of change in volume or movement of the luggage by comparing voxel data at an arbitrary reference time with voxel data after a predetermined or arbitrary time has elapsed from the reference time, and to determine whether or not there is a possibility of the luggage collapsing by comparing the estimated amount of change in volume or movement with a threshold value.

実施形態2によれば、基準時のボクセルデータと基準時以外のボクセルデータとの対応する位置のボクセルの差分を抽出して荷物の全体像の変動体積量又は最長移動量を推定して閾値判定を行っているので、荷物の移動による荷崩れの発生の可能性を判定することに貢献することができる。According to embodiment 2, the difference between voxels at corresponding positions between voxel data at the reference time and voxel data other than the reference time is extracted, the amount of change in volume or the maximum amount of movement of the overall image of the luggage is estimated, and a threshold judgment is performed, which can contribute to determining the possibility of cargo collapse due to the movement of luggage.

なお、実施形態1、2に係る積載空間認識装置は、いわゆるハードウェア資源(情報処理装置、コンピュータ)により構成することができ、図12に例示する構成を備えたものを用いることができる。例えば、ハードウェア資源1000は、内部バス1004により相互に接続される、プロセッサ1001、メモリ1002、ネットワークインタフェイス1003等を備える。The loading space recognition device according to the first and second embodiments can be configured by so-called hardware resources (information processing device, computer), and can use a device having the configuration shown in Fig. 12. For example, the hardware resource 1000 includes a processor 1001, a memory 1002, a network interface 1003, etc., which are connected to each other by an internal bus 1004.

なお、図12に示す構成は、ハードウェア資源1000のハードウェア構成を限定する趣旨ではない。ハードウェア資源1000は、図示しないハードウェア(例えば、入出力インタフェイス)を含んでもよい。あるいは、装置に含まれるプロセッサ1001等のユニットの数も図12の例示に限定する趣旨ではなく、例えば、複数のプロセッサ1001がハードウェア資源1000に含まれていてもよい。プロセッサ1001には、例えば、CPU(Central Processing Unit)、MPU(Micro Processor Unit)、GPU(Graphics Processing Unit)等を用いることができる。 Note that the configuration shown in FIG. 12 is not intended to limit the hardware configuration of the hardware resource 1000. The hardware resource 1000 may include hardware (e.g., an input/output interface) that is not shown. Furthermore, the number of units such as the processor 1001 included in the device is not intended to be limited to the example shown in FIG. 12, and for example, multiple processors 1001 may be included in the hardware resource 1000. The processor 1001 may be, for example, a CPU (Central Processing Unit), an MPU (Micro Processor Unit), a GPU (Graphics Processing Unit), etc.

メモリ1002には、例えば、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)、HDD(Hard Disk Drive)、SSD(Solid State Drive)等を用いることができる。 The memory 1002 may be, for example, a RAM (Random Access Memory), a ROM (Read Only Memory), a HDD (Hard Disk Drive), a SSD (Solid State Drive), etc.

ネットワークインタフェイス1003には、例えば、LAN(Local Area Network)カード、ネットワークアダプタ、ネットワークインタフェイスカード等を用いることができる。 The network interface 1003 may be, for example, a LAN (Local Area Network) card, a network adapter, a network interface card, etc.

ハードウェア資源1000の機能は、上述の処理モジュールにより実現される。当該処理モジュールは、例えば、メモリ1002に格納されたプログラムをプロセッサ1001が実行することで実現される。また、そのプログラムは、ネットワークを介してダウンロードするか、あるいは、プログラムを記憶した記憶媒体を用いて、更新することができる。さらに、上記処理モジュールは、半導体チップにより実現されてもよい。即ち、上記処理モジュールが行う機能は、何らかのハードウェアにおいてソフトウェアが実行されることによって実現できればよい。The functions of the hardware resource 1000 are realized by the above-mentioned processing module. The processing module is realized, for example, by the processor 1001 executing a program stored in the memory 1002. The program can be downloaded via a network or updated using a storage medium on which the program is stored. Furthermore, the processing module may be realized by a semiconductor chip. In other words, it is sufficient that the functions performed by the processing module are realized by the execution of software in some kind of hardware.

上記実施形態の一部または全部は以下の付記のようにも記載され得るが、以下には限られない。 Some or all of the above embodiments may be described as follows, but are not limited to:

[付記1]
荷物の積載空間を所定の方向から撮像した3次元データに基づいて、前記積載空間に積載された荷物の全体像を推定して推定結果データとして出力するように構成されている荷物全体像推定部と、
前記推定結果データをボクセル化してボクセルデータとして出力するように構成されているボクセル化部と、
任意の基準時の前記ボクセルデータと、前記基準時から所定又は任意の時間を経過した後の前記ボクセルデータと、を比較することによって荷物の変動体積量又は移動量を推定し、推定された前記変動体積量又は移動量と閾値とを比較することによって荷崩れの可能性の有無を判定するように構成されている判定部と、
を備える、積載空間認識装置。
[付記2]
前記判定部は、
前記ボクセル化部からの前記基準時の前記ボクセルデータを変化基準点として確定するように構成された基準確定部と、
前記基準時の前記ボクセルデータと、前記基準時から所定又は任意の時間が経過した時点での前記ボクセルデータと、を比較することにより、所定の位置から荷物を見た面の対応する位置のボクセルの差分を抽出して差分データとして出力するように構成された差分抽出部と、
前記差分データに基づいて荷物の全体像の変動体積量を推定して変動体積量推定データとして出力するように構成された変動体積量推定部と、
前記変動体積量推定データと、前記閾値としての変動体積量用の閾値と、を比較することによって、荷崩れの可能性の有無を判定するように構成された荷崩れ判定部と、
を備える、付記1記載の積載空間認識装置。
[付記3]
前記判定部は、
前記差分データに基づいて、同じ水平方向の位置にある、体積量が増加した体積量増加ボクセルと体積量が減少した体積量減少ボクセルとの間に存在する体積量の増減のないボクセルのまとまりを抽出してまとまりデータとして出力するように構成されたまとまり抽出部と、
前記差分データに基づいて、前記体積量増加ボクセルと前記体積量減少ボクセルとの組み合せを推定して組み合せデータとして出力するように構成された組み合せ推定部と、
前記差分データ、前記まとまりデータ、及び前記組み合せデータに基づいて、前記基準時から所定又は任意の時間が経過した時までの間に生じた荷物の少なくとも1つの移動量を推定し、推定された前記移動量の中から最も長い移動量を選択し、選択された前記移動量を最長移動量と推定して最長移動量推定データとして出力するように構成された移動量推定部と、
をさらに備え、
前記荷崩れ判定部は、前記変動体積量推定データと、前記閾値としての変動体積量用の閾値と、を比較することによって、荷崩れの可能性の有無を判定し、荷崩れの可能性が有ると判定されたときに、前記最長移動量推定データと、前記閾値としての最長移動量用の閾値と、を比較することによって、荷崩れの可能性の有無を判定するように構成されている、付記2記載の積載空間認識装置。
[付記4]
前記判定部は、
前記ボクセル化部からの前記基準時の前記ボクセルデータを変化基準点として確定するように構成された基準確定部と、
前記基準時の前記ボクセルデータと、前記基準時から所定又は任意の時間が経過した時点での前記ボクセルデータと、を比較することにより、所定の位置から荷物を見た面の対応する位置のボクセルの差分を抽出して差分データとして出力するように構成された差分抽出部と、
前記差分データに基づいて、同じ水平方向の位置にある、体積量が増加した体積量増加ボクセルと体積量が減少した体積量減少ボクセルとの間に存在する体積量の増減のないボクセルのまとまりを抽出してまとまりデータとして出力するように構成されたまとまり抽出部と、
前記差分データに基づいて、前記体積量増加ボクセルと前記体積量減少ボクセルとの組み合せを推定して組み合せデータとして出力するように構成された組み合せ推定部と、
前記差分データ、前記まとまりデータ、及び前記組み合せデータに基づいて、前記基準時から所定又は任意の時間が経過した時までの間に生じた荷物の少なくとも1つの移動量を推定し、推定された前記移動量の中から最も長い移動量を選択し、選択された前記移動量を最長移動量と推定して最長移動量推定データとして出力するように構成された移動量推定部と、
前記最長移動量推定データと、前記閾値としての最長移動量用の閾値と、を比較することによって、荷崩れの可能性の有無を判定するように構成された荷崩れ判定部と、
を備える、付記1記載の積載空間認識装置。
[付記5]
ユーザの操作により、前記積載空間における荷物の積載領域を指定するように構成された領域指定部をさらに備え、
前記荷物全体像推定部は、前記積載領域に積載された荷物の全体像を推定するように構成されている、
付記1乃至4のいずれか一に記載の積載空間認識装置。
[付記6]
前記領域指定部は、ユーザの操作により、前記判定部での判定から除外する判定除外領域を指定するように構成され、
前記荷物全体像推定部は、前記判定除外領域に積載された荷物を除外して前記積載領域に積載された荷物の全体像を推定するように構成されている、
付記5記載の積載空間認識装置。
[付記7]
前記積載空間を有する構造体に取り付けられるとともに、揺れ又は音を検出する検出部をさらに備え、
前記判定部は、前記検出部で一定以上の揺れ又は音を検出したときに前記ボクセル化部から前記ボクセルデータを取得して、前記基準時の前記ボクセルデータと、取得した前記ボクセルデータと、を比較することによって荷物の変動体積量又は移動量を推定するように構成されている、
付記1乃至6のいずれか一に記載の積載空間認識装置。
[付記8]
前記移動量推定部は、荷物の移動方向が横方向のときに、推定された前記移動量よりも小さくなるように補正し、又は、荷物の移動方向が縦方向又は斜め方向のときに、推定された前記移動量よりも大きくなるように補正し、補正された前記移動量の中から最も長い移動量を選択するように構成されている、
付記3又は4記載の積載空間認識装置。
[付記9]
前記判定部は、さらに、前記基準時以外の前記ボクセルデータと、その1つ前の他の前記ボクセルデータとの間の変化量と、前記基準時の前記ボクセルデータと前記基準時以外の前記ボクセルデータとの間の変化量とを比較することにより、荷崩れの可能性の有無を判定するように構成されている、
付記1乃至8のいずれか一に記載の積載空間認識装置。
[付記10]
前記判定部は、荷物の荷崩れの可能性があると判定したときに、警告出力指示情報を出力するように構成され、
前記積載空間認識装置は、前記警告出力指示情報に基づいて警告を出力するように構成された警告出力部をさらに備える、
付記1乃至9のいずれか一に記載の積載空間認識装置。
[付記11]
積載空間内の荷物の表面をセンシングして撮像された3次元データを出力するセンサと、
付記1乃至10のいずれか一に記載の積載空間認識装置と、
を備える、積載空間認識システム。
[付記12]
ハードウェア資源を用いて荷物の積載空間を認識する積載空間認識方法であって、
前記積載空間を所定の方向から撮像した3次元データに基づいて、前記積載空間に積載された荷物の全体像を推定して推定結果データとして出力するステップと、
前記推定結果データをボクセル化してボクセルデータとして出力するステップと、
任意の基準時の前記ボクセルデータと、前記基準時から所定又は任意の時間を経過した後の前記ボクセルデータと、を比較することによって荷物の変動体積量又は移動量を推定し、推定された前記変動体積量又は移動量と閾値とを比較することによって荷崩れの可能性の有無を判定するステップと、
を含む、積載空間認識方法。
[付記13]
荷物の積載空間を認識させる処理をハードウェア資源に実行させるプログラムであって、
前記積載空間を所定の方向から撮像した3次元データに基づいて、前記積載空間に積載された荷物の全体像を推定して推定結果データとして出力する処理と、
前記推定結果データをボクセル化してボクセルデータとして出力する処理と、
任意の基準時の前記ボクセルデータと、前記基準時から所定又は任意の時間を経過した後の前記ボクセルデータと、を比較することによって荷物の変動体積量又は移動量を推定し、推定された前記変動体積量又は移動量と閾値とを比較することによって荷崩れの可能性の有無を判定する処理と、
を前記ハードウェア資源に実行させる、プログラム。
[Appendix 1]
a luggage overall image estimation unit configured to estimate an overall image of the luggage loaded in the loading space based on three-dimensional data obtained by capturing an image of the luggage loading space from a predetermined direction, and output the estimated result data;
a voxelization unit configured to voxelize the estimation result data and output it as voxel data;
a determination unit configured to estimate a volumetric fluctuation or movement amount of a cargo by comparing the voxel data at an arbitrary reference time with the voxel data after a predetermined or arbitrary time has elapsed from the reference time, and to determine whether or not there is a possibility of cargo collapse by comparing the estimated volumetric fluctuation or movement amount with a threshold value;
A loading space recognition device comprising:
[Appendix 2]
The determination unit is
a reference determination unit configured to determine the voxel data at the reference time from the voxelization unit as a change reference point;
a difference extraction unit configured to extract a difference between voxels at corresponding positions on a surface of the baggage viewed from a predetermined position by comparing the voxel data at the reference time with the voxel data at a time point when a predetermined or arbitrary time has elapsed from the reference time, and output the difference data;
a volume fluctuation estimation unit configured to estimate a volume fluctuation of an entire image of the package based on the difference data and output the volume fluctuation estimation data;
a cargo collapse determination unit configured to determine whether or not there is a possibility of cargo collapse by comparing the fluctuation volume amount estimation data with a threshold value for the fluctuation volume amount as the threshold value;
2. The loading space recognition device of claim 1, comprising:
[Appendix 3]
The determination unit is
a chunk extraction unit configured to extract chunks of voxels with no increase or decrease in volume that exist between a volume-increasing voxel whose volume has increased and a volume-decreasing voxel whose volume has decreased, which are located at the same horizontal position, based on the difference data, and output the chunk data;
a combination estimation unit configured to estimate a combination of the volume-increased voxels and the volume-decreased voxels based on the difference data and output the combination data as combination data;
a movement amount estimation unit configured to estimate at least one movement amount of luggage that has occurred from the reference time to a time when a predetermined or arbitrary time has elapsed based on the difference data, the collection data, and the combination data, select the longest movement amount from the estimated movement amounts, estimate the selected movement amount as a longest movement amount, and output it as longest movement amount estimated data;
Further equipped with
The cargo collapse determination unit is configured to determine whether or not there is a possibility of cargo collapse by comparing the fluctuation volume amount estimation data with a threshold value for the fluctuation volume amount as the threshold value, and when it is determined that there is a possibility of cargo collapse, to determine whether or not there is a possibility of cargo collapse by comparing the maximum movement amount estimation data with a threshold value for the maximum movement amount as the threshold value.
[Appendix 4]
The determination unit is
a reference determination unit configured to determine the voxel data at the reference time from the voxelization unit as a change reference point;
a difference extraction unit configured to extract a difference between voxels at corresponding positions on a surface of the baggage viewed from a predetermined position by comparing the voxel data at the reference time with the voxel data at a time point when a predetermined or arbitrary time has elapsed from the reference time, and output the difference data;
a chunk extraction unit configured to extract chunks of voxels with no increase or decrease in volume that exist between a volume-increasing voxel whose volume has increased and a volume-decreasing voxel whose volume has decreased, which are located at the same horizontal position, based on the difference data, and output the chunk data;
a combination estimation unit configured to estimate a combination of the volume-increased voxels and the volume-decreased voxels based on the difference data and output the combination data as combination data;
a movement amount estimation unit configured to estimate at least one movement amount of luggage that has occurred from the reference time to a time when a predetermined or arbitrary time has elapsed based on the difference data, the collection data, and the combination data, select the longest movement amount from the estimated movement amounts, estimate the selected movement amount as a longest movement amount, and output it as longest movement amount estimated data;
a cargo collapse determination unit configured to determine whether or not there is a possibility of cargo collapse by comparing the longest movement amount estimation data with a threshold value for the longest movement amount as the threshold value;
2. The loading space recognition device of claim 1, comprising:
[Appendix 5]
The vehicle further includes an area designation unit configured to designate a luggage loading area in the loading space by a user's operation,
The luggage overall image estimation unit is configured to estimate an overall image of luggage loaded in the loading area.
5. The loading space recognition device according to claim 1 .
[Appendix 6]
the region designation unit is configured to designate, in response to a user's operation, a determination exclusion region to be excluded from determination by the determination unit;
the baggage overall image estimation unit is configured to estimate an overall image of the baggage loaded in the loading area by excluding the baggage loaded in the judgment exclusion area;
6. The loading space recognition device according to claim 5.
[Appendix 7]
A detection unit is attached to the structure having the loading space and detects vibration or sound,
The determination unit is configured to acquire the voxel data from the voxelization unit when the detection unit detects a certain level of shaking or sound, and estimate the amount of change in volume or movement of the luggage by comparing the acquired voxel data with the voxel data at the reference time.
7. The loading space recognition device according to any one of claims 1 to 6.
[Appendix 8]
the movement amount estimation unit is configured to correct the movement amount to be smaller than the estimated movement amount when the movement direction of the luggage is a horizontal direction, or to correct the movement amount to be larger than the estimated movement amount when the movement direction of the luggage is a vertical direction or a diagonal direction, and to select the longest movement amount from the corrected movement amounts.
5. The loading space recognition device according to claim 3 or 4.
[Appendix 9]
The determination unit is further configured to determine whether or not there is a possibility of cargo collapse by comparing an amount of change between the voxel data other than the reference time and the other voxel data immediately before the reference time and an amount of change between the voxel data at the reference time and the voxel data at the other than the reference time.
9. The loading space recognition device according to any one of claims 1 to 8.
[Appendix 10]
The determination unit is configured to output warning output instruction information when it determines that there is a possibility of collapse of luggage,
The loading space recognition device further includes a warning output unit configured to output a warning based on the warning output instruction information.
10. The loading space recognition device according to any one of claims 1 to 9.
[Appendix 11]
A sensor that senses the surface of the luggage in the loading space and outputs three-dimensional data obtained by capturing an image of the surface;
A loading space recognition device according to any one of appendix 1 to 10,
Equipped with a loading space recognition system.
[Appendix 12]
A method for recognizing a loading space of a load using hardware resources, comprising:
a step of estimating an overall image of the luggage loaded in the loading space based on three-dimensional data obtained by capturing an image of the loading space from a predetermined direction, and outputting the estimated result data;
A step of converting the estimation result data into voxel data and outputting the voxel data;
a step of estimating a volumetric change or movement amount of the luggage by comparing the voxel data at an arbitrary reference time with the voxel data after a predetermined or arbitrary time has elapsed from the reference time, and judging whether or not there is a possibility of the luggage collapse by comparing the estimated volumetric change or movement amount with a threshold value;
A method for recognizing a load space, comprising:
[Appendix 13]
A program for causing a hardware resource to execute a process for recognizing a loading space of a luggage,
A process of estimating an overall image of the luggage loaded in the loading space based on three-dimensional data obtained by capturing an image of the loading space from a predetermined direction, and outputting the estimated result data;
A process of converting the estimation result data into voxel data and outputting the voxel data;
A process of estimating the amount of change in volume or movement of the luggage by comparing the voxel data at an arbitrary reference time with the voxel data after a predetermined or arbitrary time has elapsed from the reference time, and determining whether or not there is a possibility of the luggage collapse by comparing the estimated amount of change in volume or movement with a threshold value;
A program for causing the hardware resource to execute the above.

なお、上記の特許文献の各開示は、本書に引用をもって繰り込み記載されているものとし、必要に応じて本発明の基礎ないし一部として用いることが出来るものとする。本発明の全開示(特許請求の範囲及び図面を含む)の枠内において、さらにその基本的技術思想に基づいて、実施形態ないし実施例の変更・調整が可能である。また、本発明の全開示の枠内において種々の開示要素(各請求項の各要素、各実施形態ないし実施例の各要素、各図面の各要素等を含む)の多様な組み合せないし選択(必要により不選択)が可能である。すなわち、本発明は、請求の範囲及び図面を含む全開示、技術的思想にしたがって当業者であればなし得るであろう各種変形、修正を含むことは勿論である。また、本願に記載の数値及び数値範囲については、明記がなくともその任意の中間値、下位数値、及び、小範囲が記載されているものとみなされる。さらに、上記引用した文献の各開示事項は、必要に応じ、本願発明の趣旨に則り、本願発明の開示の一部として、その一部又は全部を、本書の記載事項と組み合せて用いることも、本願の開示事項に含まれる(属する)ものと、みなされる。The disclosures of the above patent documents are incorporated herein by reference and may be used as the basis or part of the present invention as necessary. Within the framework of the entire disclosure of the present invention (including the claims and drawings), and further based on the basic technical ideas, modifications and adjustments of the embodiments and examples are possible. Furthermore, within the framework of the entire disclosure of the present invention, various disclosed elements (including each element of each claim, each element of each embodiment or example, each element of each drawing, etc.) may be combined or selected (or not selected as necessary). In other words, the present invention naturally includes various modifications and corrections that a person skilled in the art would be able to make in accordance with the entire disclosure, including the claims and drawings, and the technical ideas. Furthermore, with regard to the numerical values and numerical ranges described in this application, any intermediate value, lower numerical value, and small range are deemed to be described even if not specified. Furthermore, the disclosures of the above cited documents may be used in part or in whole in combination with the descriptions in this document as part of the disclosure of the present invention in accordance with the spirit of the present invention as necessary, and are deemed to be included (belong) to the disclosures of this application.

1 積載空間認識システム
2 トラック
3 コンテナ
4 荷物
5 積載空間
10 センサ
20 検出部
100 撮影データ
101 前処理データ
102 ボクセルデータ
200 積載空間認識装置
210 前処理部
211 フォーマット変換部
212 ノイズ除去部
220 荷姿把握部
221 領域指定部
222 荷物全体像推定部
223 ボクセル化部
230 判定部
231 基準確定部
232 差分抽出部
233 変動体積量推定部
234 まとまり抽出部
235 組み合せ推定部
236 移動量推定部
237 荷崩れ判定部
240 ユーザインタフェイス部
241 表示部
242 操作部
243 警告出力部
1000 ハードウェア資源
1001 プロセッサ
1002 メモリ
1003 ネットワークインタフェイス
1004 内部バス
1 Loading space recognition system 2 Truck 3 Container 4 Baggage 5 Loading space 10 Sensor 20 Detection unit 100 Photographed data 101 Preprocessed data 102 Voxel data 200 Loading space recognition device 210 Preprocessing unit 211 Format conversion unit 212 Noise removal unit 220 Package shape recognition unit 221 Area designation unit 222 Package overall image estimation unit 223 Voxelization unit 230 Determination unit 231 Reference determination unit 232 Difference extraction unit 233 Fluctuation volume amount estimation unit 234 Lumping extraction unit 235 Combination estimation unit 236 Movement amount estimation unit 237 Load collapse determination unit 240 User interface unit 241 Display unit 242 Operation unit 243 Warning output unit 1000 Hardware resources 1001 Processor 1002 Memory 1003 Network interface 1004 Internal bus

Claims (9)

荷物の積載空間を所定の方向から撮像した3次元データに基づいて、前記積載空間に積載された荷物の全体像を推定して推定結果データとして出力するように構成されている荷物全体像推定部と、
前記推定結果データをボクセル化してボクセルデータとして出力するように構成されているボクセル化部と、
任意の基準時の前記ボクセルデータと、前記基準時から所定又は任意の時間を経過した後の前記ボクセルデータと、を比較することによって荷物の変動体積量又は移動量を推定し、推定された前記変動体積量又は移動量と閾値とを比較することによって荷崩れの可能性の有無を判定するように構成されている判定部と、
ユーザの操作により、前記積載空間における荷物の積載領域を指定するように構成された領域指定部と、を備え、
前記荷物全体像推定部は、前記積載領域に積載された荷物の全体像を推定するように構成されている、積載空間認識装置。
a luggage overall image estimation unit configured to estimate an overall image of the luggage loaded in the loading space based on three-dimensional data obtained by capturing an image of the luggage loading space from a predetermined direction, and output the estimated result data;
a voxelization unit configured to voxelize the estimation result data and output it as voxel data;
a determination unit configured to estimate a volumetric fluctuation or movement amount of a cargo by comparing the voxel data at an arbitrary reference time with the voxel data after a predetermined or arbitrary time has elapsed from the reference time, and to determine whether or not there is a possibility of cargo collapse by comparing the estimated volumetric fluctuation or movement amount with a threshold value;
an area designation unit configured to designate a luggage loading area in the loading space by a user's operation,
The luggage overall image estimation unit is configured to estimate an overall image of luggage loaded in the loading area .
前記判定部は、
前記ボクセル化部からの前記基準時の前記ボクセルデータを変化基準点として確定するように構成された基準確定部と、
前記基準時の前記ボクセルデータと、前記基準時から所定又は任意の時間が経過した時点での前記ボクセルデータと、を比較することにより、所定の位置から荷物を見た面の対応する位置のボクセルの差分を抽出して差分データとして出力するように構成された差分抽出部と、
前記差分データに基づいて荷物の全体像の変動体積量を推定して変動体積量推定データとして出力するように構成された変動体積量推定部と、
前記変動体積量推定データと、前記閾値としての変動体積量用の閾値と、を比較することによって、荷崩れの可能性の有無を判定するように構成された荷崩れ判定部と、
を備える、請求項1記載の積載空間認識装置。
The determination unit is
a reference determination unit configured to determine the voxel data at the reference time from the voxelization unit as a change reference point;
a difference extraction unit configured to compare the voxel data at the reference time with the voxel data at a time point when a predetermined or arbitrary time has elapsed from the reference time, thereby extracting a difference between voxels at corresponding positions on a surface of the baggage viewed from a predetermined position, and outputting the difference data;
a volume fluctuation estimation unit configured to estimate a volume fluctuation of an entire image of the package based on the difference data and output the volume fluctuation estimation data;
a cargo collapse determination unit configured to determine whether or not there is a possibility of cargo collapse by comparing the fluctuation volume amount estimation data with a threshold value for the fluctuation volume amount as the threshold value;
The load space recognition device according to claim 1 .
前記判定部は、
前記差分データに基づいて、同じ水平方向の位置にある、体積量が増加した体積量増加ボクセルと体積量が減少した体積量減少ボクセルとの間に存在する体積量の増減のないボクセルのまとまりを抽出してまとまりデータとして出力するように構成されたまとまり抽出部と、
前記差分データに基づいて、前記体積量増加ボクセルと前記体積量減少ボクセルとの組み合せを推定して組み合せデータとして出力するように構成された組み合せ推定部と、
前記差分データ、前記まとまりデータ、及び前記組み合せデータに基づいて、前記基準時から所定又は任意の時間が経過した時までの間に生じた荷物の少なくとも1つの移動量を推定し、推定された前記移動量の中から最も長い移動量を選択し、選択された前記移動量を最長移動量と推定して最長移動量推定データとして出力するように構成された移動量推定部と、
をさらに備え、
前記荷崩れ判定部は、前記変動体積量推定データと、前記閾値としての変動体積量用の閾値と、を比較することによって、荷崩れの可能性の有無を判定し、荷崩れの可能性が有ると判定されたときに、前記最長移動量推定データと、前記閾値としての最長移動量用の閾値と、を比較することによって、荷崩れの可能性の有無を判定するように構成されている、請求項2記載の積載空間認識装置。
The determination unit is
a chunk extraction unit configured to extract chunks of voxels with no increase or decrease in volume that exist between a volume-increasing voxel whose volume has increased and a volume-decreasing voxel whose volume has decreased, which are located at the same horizontal position, based on the difference data, and output the chunk data;
a combination estimation unit configured to estimate a combination of the volume-increased voxels and the volume-decreased voxels based on the difference data and output the combination data as combination data;
a movement amount estimation unit configured to estimate at least one movement amount of luggage that has occurred from the reference time to a time when a predetermined or arbitrary time has elapsed based on the difference data, the collection data, and the combination data, select the longest movement amount from the estimated movement amounts, estimate the selected movement amount as a longest movement amount, and output it as longest movement amount estimated data;
Further equipped with
The loading space recognition device according to claim 2, wherein the cargo collapse determination unit is configured to determine whether or not there is a possibility of cargo collapse by comparing the fluctuation volume amount estimation data with a threshold value for the fluctuation volume amount as the threshold value, and when it is determined that there is a possibility of cargo collapse, to determine whether or not there is a possibility of cargo collapse by comparing the maximum movement amount estimation data with a threshold value for the maximum movement amount as the threshold value.
前記判定部は、
前記ボクセル化部からの前記基準時の前記ボクセルデータを変化基準点として確定するように構成された基準確定部と、
前記基準時の前記ボクセルデータと、前記基準時から所定又は任意の時間が経過した時点での前記ボクセルデータと、を比較することにより、所定の位置から荷物を見た面の対応する位置のボクセルの差分を抽出して差分データとして出力するように構成された差分抽出部と、
前記差分データに基づいて、同じ水平方向の位置にある、体積量が増加した体積量増加ボクセルと体積量が減少した体積量減少ボクセルとの間に存在する体積量の増減のないボクセルのまとまりを抽出してまとまりデータとして出力するように構成されたまとまり抽出部と、
前記差分データに基づいて、前記体積量増加ボクセルと前記体積量減少ボクセルとの組み合せを推定して組み合せデータとして出力するように構成された組み合せ推定部と、
前記差分データ、前記まとまりデータ、及び前記組み合せデータに基づいて、前記基準時から所定又は任意の時間が経過した時までの間に生じた荷物の少なくとも1つの移動量を推定し、推定された前記移動量の中から最も長い移動量を選択し、選択された前記移動量を最長移動量と推定して最長移動量推定データとして出力するように構成された移動量推定部と、
前記最長移動量推定データと、前記閾値としての最長移動量用の閾値と、を比較することによって、荷崩れの可能性の有無を判定するように構成された荷崩れ判定部と、
を備える、請求項1記載の積載空間認識装置。
The determination unit is
a reference determination unit configured to determine the voxel data at the reference time from the voxelization unit as a change reference point;
a difference extraction unit configured to compare the voxel data at the reference time with the voxel data at a time point when a predetermined or arbitrary time has elapsed from the reference time, thereby extracting a difference between voxels at corresponding positions on a surface of the baggage viewed from a predetermined position, and outputting the difference data;
a chunk extraction unit configured to extract chunks of voxels with no increase or decrease in volume that exist between a volume-increasing voxel whose volume has increased and a volume-decreasing voxel whose volume has decreased, which are located at the same horizontal position, based on the difference data, and output the chunk data;
a combination estimation unit configured to estimate a combination of the volume-increased voxels and the volume-decreased voxels based on the difference data and output the combination data as combination data;
a movement amount estimation unit configured to estimate at least one movement amount of luggage that has occurred from the reference time to a time when a predetermined or arbitrary time has elapsed based on the difference data, the collection data, and the combination data, select the longest movement amount from the estimated movement amounts, estimate the selected movement amount as a longest movement amount, and output it as longest movement amount estimated data;
a cargo collapse determination unit configured to determine whether or not there is a possibility of cargo collapse by comparing the longest movement amount estimation data with a threshold value for the longest movement amount as the threshold value;
The load space recognition device according to claim 1 .
前記移動量推定部は、荷物の移動方向が横方向のときに、推定された前記移動量よりも小さくなるように補正し、又は、荷物の移動方向が縦方向又は斜め方向のときに、推定された前記移動量よりも大きくなるように補正し、補正された前記移動量の中から最も長い移動量を選択するように構成されている、
請求項3又は4記載の積載空間認識装置。
the movement amount estimation unit is configured to correct the movement amount to be smaller than the estimated movement amount when the movement direction of the luggage is a horizontal direction, or to correct the movement amount to be larger than the estimated movement amount when the movement direction of the luggage is a vertical direction or a diagonal direction, and to select the longest movement amount from the corrected movement amounts.
The loading space recognition device according to claim 3 or 4.
前記判定部は、さらに、前記基準時以外の前記ボクセルデータと、その1つ前の他の前記ボクセルデータとの間の変化量と、前記基準時の前記ボクセルデータと前記基準時以外の前記ボクセルデータとの間の変化量とを比較することにより、荷崩れの可能性の有無を判定するように構成されている、
請求項1乃至のいずれか一に記載の積載空間認識装置。
The determination unit is further configured to determine whether or not there is a possibility of cargo collapse by comparing an amount of change between the voxel data other than the reference time and the other voxel data immediately before the reference time and an amount of change between the voxel data at the reference time and the voxel data at the other than the reference time.
The loading space recognition device according to any one of claims 1 to 5 .
積載空間内の荷物の表面をセンシングして撮像された3次元データを出力するセンサと、
請求項1乃至のいずれか一に記載の積載空間認識装置と、
を備える、積載空間認識システム。
A sensor that senses the surface of the luggage in the loading space and outputs three-dimensional data obtained by capturing an image of the surface;
The loading space recognition device according to any one of claims 1 to 6 ,
Equipped with a loading space recognition system.
ハードウェア資源を用いて荷物の積載空間を認識する積載空間認識方法であって、
ユーザの操作により、前記積載空間における荷物の積載領域を指定するステップと、
前記積載空間を所定の方向から撮像した3次元データに基づいて、前記積載空間における前記荷物の積載領域に積載された荷物の全体像を推定して推定結果データとして出力するステップと、
前記推定結果データをボクセル化してボクセルデータとして出力するステップと、
任意の基準時の前記ボクセルデータと、前記基準時から所定又は任意の時間を経過した後の前記ボクセルデータと、を比較することによって荷物の変動体積量又は移動量を推定し、推定された前記変動体積量又は移動量と閾値とを比較することによって荷崩れの可能性の有無を判定するステップと、を含む、積載空間認識方法。
A method for recognizing a loading space of a load using hardware resources, comprising:
A step of designating a luggage loading area in the loading space by a user operation;
a step of estimating an overall image of the luggage loaded in the luggage loading area in the loading space based on three-dimensional data obtained by capturing an image of the loading space from a predetermined direction, and outputting the overall image as estimation result data;
A step of converting the estimation result data into voxel data and outputting the voxel data;
a step of estimating a volumetric change or movement amount of the luggage by comparing the voxel data at an arbitrary reference time with the voxel data after a predetermined or arbitrary time has elapsed from the reference time, and determining whether or not there is a possibility of the luggage collapsing by comparing the estimated volumetric change or movement amount with a threshold value.
荷物の積載空間を認識させる処理をハードウェア資源に実行させるプログラムであって、
ユーザの操作により、前記積載空間における荷物の積載領域を指定する処理と、
前記積載空間を所定の方向から撮像した3次元データに基づいて、前記積載空間における前記荷物の積載領域に積載された荷物の全体像を推定して推定結果データとして出力する処理と、
前記推定結果データをボクセル化してボクセルデータとして出力する処理と、
任意の基準時の前記ボクセルデータと、前記基準時から所定又は任意の時間を経過した後の前記ボクセルデータと、を比較することによって荷物の変動体積量又は移動量を推定し、推定された前記変動体積量又は移動量と閾値とを比較することによって荷崩れの可能性の有無を判定する処理と、
を前記ハードウェア資源に実行させる、プログラム。
A program for causing a hardware resource to execute a process for recognizing a loading space of a luggage,
A process of designating a cargo loading area in the loading space by a user operation;
a process of estimating an overall image of the luggage loaded in the luggage loading area in the loading space based on three-dimensional data obtained by capturing an image of the loading space from a predetermined direction, and outputting the estimated result data;
A process of converting the estimation result data into voxel data and outputting the voxel data;
A process of estimating the amount of change in volume or movement of the luggage by comparing the voxel data at an arbitrary reference time with the voxel data after a predetermined or arbitrary time has elapsed from the reference time, and determining whether or not there is a possibility of the luggage collapse by comparing the estimated amount of change in volume or movement with a threshold value;
A program for causing the hardware resource to execute the above.
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