JP7775152B2 - バーコード検出システム、バーコード検出方法、及びバーコード検出プログラム - Google Patents

Description

本発明は、複数の荷物から構成される荷物群の複数面のバーコードを同時に認識するとともに架台からのそれぞれの高さ算出が可能なバーコード検出システム、バーコード検出方法、及びバーコード検出プログラムに関する。

特許文献１は、複数のコードリーダーをコンベヤライン上に設置して人によるバーコードスキャンを自動化する方法を開示している。

特許文献２は、デジタルカメラにより複数のバーコードを１つのコードリーダーで同時読取を行う方法を開示している。

特許文献３は、バーコードが印字された直方体３面を斜めに同時撮像し、直方体の頂点及びエッジからバーコード形状の歪みを補正し読取精度を向上させる方法を開示している。

特許文献４は、鏡を用いてバーコードが印字された直方体の５面を同時に撮像し、バーコードを認識する方法を開示している。

特許文献５は、荷高さ及び最上面の荷物表面積を測距センサーで計測し、上下運動させるコードリーダーで積荷のバーコードを検出し、ケース種類及びケース数を自動検出する方法を開示している。

特開平８－１７８６２０号公報 特開平９－１１４９１３号公報 特開２００５－１４８７８６号公報 特開平７－２１３００号公報 特開２０２１－５９４３８号公報

一般的に、搬送中のケースなどに印字されているバーコードの読取は、搬送方向の側面に対してコードリーダーを設置し、特定高さのみ（例えば最下段及び最上段のケースのみ）の検出が行われる。

搬送方向側面の様々な高さに印字されているバーコードに対しては、特許文献１のように複数のコードリーダーで対応する方法や、特許文献５のようにコードリーダーを上下運動させる方法などがある。しかし、これらの方法でも搬送方向に対する前後面などの他の面に印字されたバーコードの認識は実施できない。

複数面のバーコードを認識するためには、特許文献３のように斜めにカメラを設置して３面同時撮像する方法や、特許文献４のように鏡を利用して全面を同時撮像する方法がある。しかし、検出されたバーコードの高さ情報を取得することができず、複数のケースが積み上げられている場合にどのケースを認識したかが判別できない。

本発明は、荷物群に含まれる複数の荷物の各バーコードが正面や側面などの複数面に分かれて表示されていても、これらを的確に認識するとともに架台からのそれぞれの高さ算出が搬送を止めずに実施可能なバーコード検出システム、バーコード検出方法、及びバーコード検出プログラムを提供する。

本発明のバーコード検出システムは、架台に載置された複数の荷物から構成される荷物群の搬送方向に沿った位置を算出するワーク位置算出部と、前記荷物群を搬送中に搬送を止めずに撮影して１つ以上のバーコードを認識し、前記各バーコードの画像座標情報をそれぞれ出力するコード読取部と、前記荷物群と前記コード読取部との相対位置関係と前記各画像座標情報とに基づいて、前記各バーコードの前記架台からの高さをそれぞれ算出するコード高さ算出部とを備える。

本発明のバーコード検出方法は、架台に載置された複数の荷物から構成される荷物群の搬送方向に沿った位置を算出するワーク位置算出ステップと、前記荷物群を搬送中に搬送を止めずに撮影して１つ以上のバーコードを認識し、前記各バーコードの画像座標情報をそれぞれ出力するコード読取ステップと、前記荷物群と前記コード読取部との相対位置関係と前記各画像座標情報とに基づいて、前記各バーコードの前記架台からの高さをそれぞれ算出するコード高さ算出ステップとを含む。

本発明のバーコード検出プログラムは、架台に載置された複数の荷物から構成される荷物群の搬送方向に沿った位置を算出するワーク位置算出ステップと、前記荷物群を搬送中に搬送を止めずに撮影して１つ以上のバーコードを認識し、前記各バーコードの画像座標情報をそれぞれ出力するコード読取ステップと、前記荷物群と前記コード読取部との相対位置関係と前記各画像座標情報とに基づいて、前記各バーコードの前記架台からの高さをそれぞれ算出するコード高さ算出ステップとを含む。

本発明によれば、荷物群に含まれる複数の荷物の各バーコードが正面や側面などの複数面に分かれていても、これらを的確に認識するとともに架台からのそれぞれの高さ算出が可能となる。さらには、荷物群に含まれる荷物の個数に関する情報の高精度な算出が可能となる。

本発明の一実施形態に係るバーコード検出システム１００を示す斜視図である。 バーコード検出システム１００の概略構成を示すブロック図である。 バーコード検出システム１００の概略動作を示すフローチャートの前半である。 そのフローチャートの後半である。 読み取ったバーコードＢＣが荷物群ＢＳの正面又は側面のいずれかを判別するために、荷物群ＢＳとコード読取部３０との相対位置関係を示す平面図である。 図４Ａに対応する画像中の荷物群ＢＳを示す説明図である。 荷物群ＢＳの搬送中に搬送を止めずに連続的に５回撮影した各画像内の荷物群ＢＳの接近状態を示す線画を右から順に並べた説明図である。 読み取ったバーコードＢＣが荷物群ＢＳの側面（左側面）にある場合に、荷物群ＢＳとコード読取部３０との相対位置関係を示す平面図である。 図６Ａに対応する画像中の荷物群ＢＳを示す説明図である。 読み取ったバーコードＢＣが荷物群ＢＳの正面にある場合に、荷物群ＢＳとコード読取部３０との相対位置関係を示す平面図である。 図７Ａに対応する画像中の荷物群ＢＳを示す説明図である。 荷物群ＢＳの搬送中に搬送を止めずにコード読取部３０によって複数回読み取られたバーコードＢＣの各回のコード座標情報５５を画像座標系にプロットしたグラフである。 図８Ａにプロットしたコード座標情報５５の垂直方向座標にコード高さ補正を行って実際の高さに換算してからプロットしたグラフである。 コード読取部３０によって複数回読み取られたバーコードＢＣの各回のコード座標情報５５を、バーコードリーダー３０ａ、３０ｂに分け、コード高さ補正前後のデータをそれぞれプロットしたグラフである。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、図中、同一又は相当部分については同一の参照符号を付して説明を繰り返さない。本発明の実施形態において、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸は互いに直交し、Ｘ軸及びＹ軸は水平方向に平行であり、Ｚ軸は鉛直方向に平行である。

＜１．バーコード検出システム１００の基本構成及び基本動作＞
まず、図１及び図２を参照して、本発明の一実施形態に係るバーコード検出システム１００の基本構成及び基本動作について説明する。

このバーコード検出システム１００は、パレットＰＬ（本発明の「架台」に相当）に載置されて搬送される荷物群ＢＳを構成する複数の荷物Ｂａの各バーコードＢＣを検出する。荷物群ＢＳは、コンベアＣｖ上を搬送方向ＣＤに沿って搬送される。

コンベアＣｖは、パレットＰＬを搬送する装置の一例である。コンベアＣｖとしては、より具体的にはローラコンベア、ベルトコンベア、チェーンコンベア、又は、グラビティコンベアなどが挙げられる。ただし、コンベアＣｖに限らず、代わりに搬送台車などを用いてもよい。

荷物Ｂａは、略直方体形状（略立方体形状を含む）を有しており、例えば、箱形状を有する梱包材と、梱包材に収容された物品とを含む。梱包材としては、具体的にはダンボール箱が挙げられる。ただし、ダンボール箱に限らない。

荷物Ｂａの各々には、バーコードＢＣが付されている。バーコードＢＣとしては、例えば、ＩＴＦ（Ｉｎｔｅｒｌｅａｖｅｄ Ｔｗｏ ｏｆ Ｆｉｖｅ）が挙げられる。ここで、ＩＴＦとは、インターメック社が開発したバーコードであり、主に段ボール箱などに印刷され、物流商品コード用として利用されている。ただし、バーコードＢＣはＩＴＦに限らない。

バーコードＢＣは、荷物Ｂａのうちの所定位置に付されている。所定位置は、例えば、荷物Ｂａの側面であって、荷物Ｂａの下端とバーコードＢＣとの間の長さが３２ｍｍ±３ｍｍであって、荷物Ｂａの側面の略鉛直方向に沿った端部とバーコードＢＣとの間の長さが１９ｍｍ以上の位置である。

ただし、複数の荷物Ｂａを左右方向及び奥行き方向に並べて複数段に積み上げた荷物群ＢＳでは、各荷物ＢａのバーコードＢＣの全てが常に荷物群ＢＳの特定の一面（例えば側面）に揃うとは限らない。例えば、大部分の段の各荷物ＢａのバーコードＢＣが側面に揃っていても、残り一部の段の各荷物ＢａのバーコードＢＣが正面（前面）に揃うこともあり得る。あるいは、各荷物ＢａのバーコードＢＣが側面に揃っている段と各荷物ＢａのバーコードＢＣが正面に揃っている段とが混在することもあり得る。

バーコード検出システム１００は、荷物群ＢＳの各荷物ＢａのバーコードＢＣが存在する面が特定の一面に揃っていなくても、それらを的確に認識できるように構成されている。

１．１ バーコード検出システム１００の基本構成
図１は本発明の一実施形態に係るバーコード検出システム１００を示す斜視図である。図２はこのバーコード検出システム１００の概略構成を示すブロック図である。なお、図１ではバーコード検出システム１００の一部の図示を省略している。

これらの図に示すように、バーコード検出システム１００は、検品装置１と、測距部２０と、コード読取部３０と、ワーク検出部４０と、表示部６０とを備える。

検品装置１は、荷物群ＢＳを構成する複数の荷物Ｂａの各バーコードＢＣを検出する。なお、単一種類の荷物Ｂａが予め定められたパレットローディングパターンのいずれかに従って積み付けられている場合、特許文献５に開示された発明と同様に、複数の荷物Ｂａの個数に関する情報を正確に算出可能である。ただし、以下ではその算出方法の詳細な説明などは省略する。

検品装置１は、制御部１０と記憶部５０とを含む。記憶部５０は、記憶装置を含み、ソフトウェアのようなコンピュータープログラム及びデータを記憶する。具体的には、記憶部５０は、半導体メモリーのような主記憶装置と、半導体メモリー、ソリッドステートドライブ、及び／又は、ハードディスクドライブのような補助記憶装置とを含む。記憶部５０は、リムーバブルメディアを含んでいてもよい。記憶部５０は、記憶媒体（例えば、非一時的コンピューター読取可能記憶媒体）の一例である。

制御部１０は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）のようなプロセッサーを含む。制御部１０のプロセッサーは、記憶部５０の記憶装置に記憶されたコンピュータープログラムを実行して、荷姿算出部１１、ワーク位置算出部１２、コード高さ算出部１３、抽出部１４、比較部１５、及び判定部１６として機能する。つまり、制御部１０は、荷姿算出部１１、ワーク位置算出部１２、コード高さ算出部１３、抽出部１４、比較部１５、及び判定部１６を含む。荷姿算出部１１、ワーク位置算出部１２、及びコード高さ算出部１３については後述する。プロセッサーは、「コンピューター」の一例に相当する。

記憶部５０は、搬送が想定される様々な荷物Ｂａに関して、コード識別用情報５１と、このコード識別用情報５１に関連付けてサイズ情報５２及び個数情報５３とを記憶している。サイズ情報５２は、高さ情報５２ａ、幅情報５２ｂ、及び奥行情報５２ｃを含む。

測距部２０は、対象物と測距部２０との間の距離を測定する。測距部２０の設置位置のパレットＰＬからの高さが既知なので、測定した距離に基づいて荷物群ＢＳの上面ＢＳｆのパレットＰＬからの高さを算出できる。なお、設置位置のコンベアＣｖからの高さが既知の場合は、パレットＰＬの厚さを減算すればパレットＰＬからの高さに換算できる。

測距部２０は、例えば、測距センサーである。測距センサーは、例えば、光、又は超音波を用いて、対象物と測距部２０との間の距離と角度とを測定する。具体的には、対象物と測距部２０との間の距離を、測定角度（方向）を変えながら連続的に取得する。光を用いた測距センサーは、例えばＬｉＤＡＲ（Ｌｉｇｈｔ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ Ｒａｎｇｉｎｇ）センサーである。

ＬｉＤＡＲセンサーは、例えば、光（例えばレーザー光）を出射し、対象物によって反射された光を受光することで、対象物と、ＬｉＤＡＲセンサーとの間の距離を測定する。したがって、ＬｉＤＡＲセンサーは、少なくとも、光源（例えばレーザー光源）と受光素子とを備える。ＬｉＤＡＲセンサーは、例えば、可視光、又は赤外光を出射する。

ＬｉＤＡＲセンサーは、例えば、走査型である。走査型は、可動式であってもよいし、非可動式であってもよい。可動式では、例えば、モーターにより、ミラーを回転させて光の出射方向を変える（機械的回転方式）。可動式では、例えば、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ）により、ミラーを回転させて光の出射方向を変える（ソリッドステート方式）。非可動方式では、例えば、液晶、電気光学結晶、又は、シリコンフォトニクスにより、光経路を変えることで光の出射方向を変える。非走査型は、広角に広がった強いフラッシュ光を出射し、例えば、ＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ ＭＯＳ）イメージセンサーにより多点を同時に測距する。なお、測距部２０の方式は、対象物と測距部２０との間の距離と角度とを測定できる限りにおいては、特に限定されない。

本実施形態では、測距部２０が走査型のＬｉＤＡＲセンサーである場合を例に挙げて説明する。なお、測距部２０が対象物までの距離と角度とを測定することを「走査」と記載する場合がある。つまり、測距部２０は、搬送方向ＣＤに直交する走査方向ＳＤに沿って走査を行う。

コード読取部３０は、荷物群ＢＳを搬送中に搬送を止めずに撮影し、その撮影データを画像解析して含まれている１つ以上のバーコードＢＣを認識するとともに、認識した各バーコードＢＣの識別情報及び画像座標情報（単位：ピクセル）をそれぞれ出力する。これらは記憶部５０にコード識別結果情報５４及びコード座標情報５５として記憶される。なお、搬送中の荷物群ＢＳの撮影は、必要に応じて所定タイミングで１回又は複数回、あるいは連続的に行うことができる。

本実施形態では、コード読取部３０は、少なくともＩＴＦの読み取りが可能な２台のバーコードリーダー３０ａ、３０ｂによって構成されている。これらは、各撮影範囲Ｒ３０ａ、Ｒ３０ｂの少なくとも一部が重なるように、上下に配置されている。ただし、バーコードリーダーの台数は２台に限らないし、必ずしも上下に配置しなくてもよい。複数のバーコードリーダーが、隣接するバーコードリーダーの各撮影範囲の少なくとも一部が重なるように配置されてもよい。また、コード読取部３０は、荷物群ＢＳの搬送方向ＣＤに対して斜め方向から荷物群ＢＳを撮影するように配置されている。このような配置により、搬送中の荷物群ＢＳの正面及び一側面の１つ以上のバーコードＢＣを同時にまとめて認識することができる。

ワーク検出部４０は、ワーク（対象物体）としての荷物群ＢＳが搬送方向ＣＤに沿って搬送中に予め定められた所定位置を通過したことを検出する。ワーク検出部４０としては、例えば、投光器及び受光器を対向配置し、投光器から発せられた検出光が物体によって遮断されたことを検出する透過形光電センサーが挙げられる。ただし、ワーク検出部４０は透過形光電センサーに限られず、荷物群ＢＳが搬送中に予め定められた所定位置を通過したことを高精度に検出できるものであれば代用可能である。

荷物群ＢＳは搬送方向ＣＤに沿って一定の搬送速度ｖで搬送される。よって、所定位置を通過したことをワーク検出部４０が検出した時点からの経過時間ｔから荷物群ＢＳの現在位置を算出できる。

本実施形態では、透過形光電センサーの投光器４０ａ及び受光器４０ｂがコンベアＣｖの両側端付近に、検出光が搬送方向ＣＤと直交するとともに荷物群ＢＳによって遮断される高さに配置されている。これにより、荷物群ＢＳが搬送されてきてその前部（側方から見るとエッジ）が検出光を遮断した瞬間を検出することができる。

表示部６０は、各種情報を表示する表示装置であり、例えば、液晶ディスプレイのようなディスプレイが挙げられるが、これに限らない。

１．２ バーコード検出システム１００の基本動作
図３Ａはバーコード検出システム１００の概略動作を示すフローチャートの前半であり、図３Ｂはそのフローチャートの後半である。

まず、図３Ａに示すように、ステップＳ３０１において、測距部２０が荷物群ＢＳの上面ＢＳｆまでの距離を走査方向ＳＤに沿って走査を行いながら測定し、測定した距離と角度とから上面ＢＳｆの輪郭やピンホール（有無やその位置及び形状）などを検出することで上面ＢＳｆのパレットＰＬからの高さを算出する。

ステップＳ３０２において、荷姿算出部１１が荷物群ＢＳの上面ＢＳｆの面積を算出する。なお、荷姿算出部１１は、上記の輪郭に基づいて荷物群ＢＳの上面ＢＳｆの左側端位置も算出して、その結果から搬送位置ズレ量ｆを算出する。この搬送位置ズレ量ｆについては、図６Ａを参照して後述する。

ステップＳ３０３において、ワーク検出部４０が、荷物群ＢＳが搬送方向ＣＤに沿って搬送中に予め定められた所定位置を通過したことを検出する。

ステップＳ３０４において、ワーク位置算出部１２が、荷物群ＢＳが所定位置を通過したことをワーク検出部４０が検出した時点からの経過時間から荷物群ＢＳの現在位置を算出する。

ステップＳ３０５において、コード読取部３０が、荷物群ＢＳの複数の荷物Ｂａの各バーコードＢＣを読み取って、それぞれのコード識別結果情報５４及びコード座標情報５５を取得する。

ステップＳ３０６において、コード高さ算出部１３が、荷物群ＢＳの現在位置とコード読取部３０との相対位置関係と、各バーコードＢＣのコード座標情報５５の水平成分とから、そのバーコードが荷物群ＢＳのどの面なのかを判別した上でコード高さを算出する。例えば、そのバーコードが荷物群ＢＳの正面なのか側面なのかを判別し、その判別結果に応じてコード高さの補正を行う。その詳細は後述する。

ステップＳ３０７において、複数の荷物Ｂａの各バーコードＢＣの読み取りが終了したかどうかを判定し、Ｙｅｓであれば図３Ｂのフローチャート後半に進み、ＮｏであればステップＳ３０４に戻る。

次に、図３Ｂに示すように、ステップＳ３１１において、荷姿算出部１１がサイズ情報５２と個数情報５３とを取得する。

ステップＳ３１２において、荷姿算出部１１が荷物群ＢＳの段数を算出する。

ステップＳ３１３において、荷姿算出部１１が荷物群ＢＳの最上段に位置する荷物Ｂａの個数を算出する。

ステップＳ３１４において、荷姿算出部１１が荷物群ＢＳの複数の荷物Ｂａの個数を算出する。

ステップＳ３１５において、荷姿算出部１１が荷物群ＢＳの最上段及び最下段の荷物Ｂａの高さを算出する。

ステップＳ３１６において、抽出部１４が、コード高さ算出部１３より得られたコード高さと荷姿算出部１１より得られた荷物高さから、最上段及び最下段の荷物Ｂａのコード識別結果情報５４を抽出する。

ステップＳ３１７において、比較部１５が、抽出部１４により抽出された最上段の荷物Ｂａのコード識別結果情報５４と最下段の荷物Ｂａのコード識別結果情報５４とを比較する。

＜２．バーコード検出システム１００におけるバーコードＢＣの高さ補正演算＞
２．１ 荷物群の正面／側面の判別方法について
図４Ａは読み取ったバーコードＢＣが荷物群ＢＳの正面又は側面のいずれかを判別するために、荷物群ＢＳとコード読取部３０との相対位置関係を示す平面図である。図４Ｂは図４Ａに対応する画像中の荷物群ＢＳを示す説明図である。図５は荷物群ＢＳの搬送中に搬送を止めずに連続的に５回撮影した各画像内の荷物群ＢＳの接近状態を示す線画を右から順に並べた説明図である。なお、コード読取部３０は搬送方向ＣＤに対して右斜め前方に配置されており、荷物群ＢＳの正面及び左側面の各バーコードＢＣが認識可能である。

図５からわかるように、荷物群ＢＳが搬送方向ＣＤに沿って接近してくると、コード読取部３０によって読み取られた画像中では荷物群ＢＳが次第に大きくなる。また、荷物群ＢＳの正面と左側面の交線（以下では「エッジ」ともいう。各写真の下部に矢印で示した）が、画像の右端から現れて、次第に左側へ移動する。つまり、このエッジ位置より左側は荷物群ＢＳの正面であり、右側は荷物群ＢＳの左側面である。

画像中におけるこのエッジ位置を算出する基本的な考え方は次のとおりである。
（１）ワーク検出部４０によって荷物群ＢＳが所定位置を通過した時点（時間の原点とする）を検出し、その後の経過時間（タイムスタンプ）によってエッジ位置を追いかける。
（２）タイムスタンプから算出されたエッジ位置より画像中で右側にあるバーコードＢＣは荷物群ＢＳの左側面、エッジ位置より左側にあるバーコードＢＣは正面と判定する。

図４Ａ及び図４Ｂに示すように、荷物群ＢＳが所定位置を通過した時点以降のエッジ位置の進行量ａは、荷物群ＢＳの搬送速度をｖ、経過時間をｔとすると
ａ＝ｖ・ｔ ・・・（１）

その際の視野幅ｙは
ｙ＝ｃ－ａ・ｃｏｓθ・（ｃ－ｂ）／Ｌ ・・・（２）

エッジ位置の視野幅上の見かけ進行量ｇは
ｇ＝ａ・ｓｉｎθ－ａ・ｃｏｓθ・（ｃ－ｂ）／２Ｌ ・・・（３）

ここまでの計算結果の単位はｍｍなので、画像座標情報のピクセルに換算する。原点逆側からのエッジ位置をＸピクセルとすると
Ｘ＝（ε／ｙ）・ｇ ・・・（４）

式（１）～（３）を式（４）に代入し、エッジ位置（ピクセル）を算出する。

算出されたエッジ位置とバーコードＢＣのコード座標情報５５の水平成分（ｘ座標）とを比較して、そのバーコードＢＣが正面／側面のいずれにあるかの判定を行う。そして、この判定結果に応じてバーコード高さ補正を行う。

２．２ 荷物群ＢＳの側面のバーコード高さ補正について
図６Ａは読み取ったバーコードＢＣが荷物群ＢＳの側面（左側面）にある場合に、荷物群ＢＳとコード読取部３０との相対位置関係を示す平面図である。図６Ｂは図６Ａに対応する画像中の荷物群ＢＳを示す説明図である。

基本的な考え方は次のとおりである。
（１）荷物群ＢＳが搬送方向ＣＤに沿って接近してくると、コード読取部３０の視野上では荷物群ＢＳが近づく。
（２）荷物群ＢＳが近づくと、視野中心（垂直方向）は動かないが、視野の上半分では上がり、視野の下半分は下がる。

まず、搬送位置ズレ量ｆが存在しない場合を考える。
ワーク進行量と遠ざかる距離の関係を考える。
ワーク進行方向に対するコード読取部３０取り付けの傾きをθと置く。
ワーク進行方向に対する視野傾きをαとすると
α＝９０°－θ

ワーク進行量をａと置くと、遠ざかる距離ｄは
ｄ＝ａ・ｓｉｎα＝ａ・ｓｉｎ（９０°－θ）＝ａ・ｃｏｓθ

ワークがｄ遠ざかった場合の視野幅をｙと置く。
深度Ｌ、最小視野幅ｂ、最大視野幅ｃとすると
ｙ＝ｄ・（ｃ－ｂ）／Ｌ＋ｂ
＝ａ・ｃｏｓθ・（ｃ－ｂ）／Ｌ＋ｂ

ここで、ｘピクセル目の時の実際の進行量ａを考える。
視野幅ｙ上での見かけ進行量をｇと置く。
ｇ＝ａ・ｃｏｓα＋ｄ・（ｃ－ｂ）／２Ｌ
＝ａ・ｓｉｎθ＋ａ・ｃｏｓθ・（ｃ－ｂ）／２Ｌ

ｘ方向の総ピクセル数をεと置く。
ｘ／ε＝ｇ／ｙ
＝（ａ・ｓｉｎθ＋ａ・ｃｏｓθ・（ｃ－ｂ）／２Ｌ）
／（ａ・ｃｏｓθ（ｃ－ｂ）／Ｌ＋ｂ）

次に、搬送位置ズレ量ｆが存在する場合を考える。
搬送位置ズレがない場合の計算式に搬送ズレ数値を加算する。
ワーク進行方向に対するコード読取部３０取り付けの傾きをθと置く。
ワーク進行方向に対する視野傾きをαとすると
α＝９０°－θ

ワーク進行量をａと置き、搬送位置ズレ量をｆと置くと、遠ざかる距離ｄは
ｄ＝ａ・ｓｉｎα＋ｐ
＝ａ・ｓｉｎ（９０°－θ）＋ｆ・ｓｉｎθ
＝ａ・ｃｏｓθ＋ｆ・ｓｉｎθ

ワークがｄ遠ざかった場合の視野幅をｙと置く。
深度Ｌ、最小視野幅ｂ、最大視野幅ｃとすると
ｙ＝ｄ・（ｃ－ｂ）／Ｌ＋ｂ
＝（ａ・ｃｏｓθ＋ｆ・ｓｉｎθ）・（ｃ－ｂ）／Ｌ＋ｂ

ここで、ｘピクセル目の時の実際の進行量ａを考える。
視野幅ｙ上での見かけ進行量をｇと置く。
ｇ＝ａ・ｃｏｓα－ｆ・ｓｉｎ（９０°－θ）＋ｄ・（ｃ－ｂ）／２Ｌ
＝ａ・ｓｉｎθ－ｆ・ｃｏｓθ
＋（ａ・ｃｏｓθ＋ｆ・ｓｉｎθ）・（ｃ－ｂ）／２Ｌ

ｘ方向の総ピクセル数をεと置く。
ｘ／ε＝ｇ／ｙ
＝（ａ・ｓｉｎθ－ｆ・ｃｏｓθ
＋（ａ・ｃｏｓθ＋ｆ・ｓｉｎθ）・（ｃ－ｂ）／２Ｌ）
／（（ａ・ｃｏｓθ＋ｆ・ｓｉｎθ）・（ｃ－ｂ）／Ｌ＋ｂ）

数式をａ＝の形に変形する。
ａ＝（ｆ・（ｓｉｎθ・（ｃ－ｂ）／２Ｌ－ｃｏｓθ
－ｓｉｎθ・（ｘ／ε）・（ｃ－ｂ）／Ｌ）－ｂ・（ｘ／ε））
／（ｃｏｓθ・（ｘ／ε）・（ｃ－ｂ）／Ｌ
－ｓｉｎθ－ｃｏｓθ・（ｃ－ｂ）／２Ｌ） ・・・（５）

≪高さ補正計算≫
ｄ遠ざかった場合の下がり率ｅとすると
ｅ＝ｂ／ｙ＝ｂ／（ｄ・（ｃ－ｂ）／Ｌ＋ｂ）

これにｄ＝ａ・ｃｏｓθ＋ｆ・ｓｉｎθを代入する。
ｅ＝ｂ／（（ａ・ｃｏｓθ＋ｆ・ｓｉｎθ）・（ｃ－ｂ）／Ｌ＋ｂ） ・・・（６）

ｘ方向もｚ方向も比率は同じである。
式（５）を式（６）に代入すると、ｘピクセルの時の下がり率（上がり率）ｅが得られる。

ｅを用いて実際の数値を算出する。
補正後の高さをＺ（ピクセル）、コード読取部３０から得られる高さをｚ（ピクセル）とすると
Ｚ＝（σ／２）－（σ／２－ｚ）／ｅ

２．３ 荷物群ＢＳの正面のバーコード高さ補正について
図７Ａは読み取ったバーコードＢＣが荷物群ＢＳの正面にある場合に、荷物群ＢＳとコード読取部３０との相対位置関係を示す平面図である。図７Ｂは図７Ａに対応する画像中の荷物群ＢＳを示す説明図である。

基本的な考え方は次のとおりである。
（１）実際の進行方向と直角方向の仮想進行方向に荷物群ＢＳが進んでいると考える。
（２）コード読取部３０から実際の進行方向に距離Ｄだけ離れた位置に対して、進行基準面（荷物群ＢＳの前端面）がどれだけ離れているかを計算し、側面計算のロジックに代入する。
（３）進行基準面の位置は、進行基準面が所定位置を通過したことをセンサー検出してタイムスタンプと搬送速度ｖから算出する。

初めのセンサー検出位置における搬送基準距離Ｈは
Ｈ＝Ｄ・ｔａｎ（９０°－θ＋ω／２）
ここで、搬送基準距離Ｈは、進行基準面が所定位置を通過した時点での進行基準面からコード読取部３０までの実際の進行方向における距離を示す。

進行基準面の動きをタイムスタンプから算出する。
荷物群ＢＳが所定位置を通過した時点からの経過時間をｔとし、搬送速度をｖとし、仮想進行方向におけるコード読取部３０から荷物群ＢＳの側面までの距離（搬送位置）をＤとすると、搬送基準距離Ｈと、距離Ｄとの差ｈは以下の関係式で動く。
ｈ＝Ｄ・ｔａｎ（９０°－θ＋ω／２）－Ｄ－ｔ・ｖ ・・・（７）
ここで、式（７）は、側面検討時における搬送位置Ｄと同じ距離だけコード読取部３０から離れた位置に対して、経過時間＝ｔにおいて進行基準面がどれだけずれているかを示している。

したがって、このｈが側面検討時の搬送位置ズレ量ｆに相当するとして計算する。
側面検討の式を考える。
側面検討時と基準点が変わるため、ｘ方向を逆基準に補正した数値をＸとすると
Ｘ＝ε－ｘ ・・・（８）

側面検討の式のｘをＸに置き換える。
Ｘ／ε＝（ａ・ｓｉｎθ－ｆ・ｃｏｓθ
＋（ａ・ｃｏｓθ＋ｆ・ｓｉｎθ）・（ｃ－ｂ）／２Ｌ）
／（（ａ・ｃｏｓθ＋ｆ・ｓｉｎθ）・（ｃ－ｂ）／Ｌ＋ｂ）

ここで、搬送位置ズレ量ｆを差ｈに置き換える。
Ｘ／ε＝（ａ・ｓｉｎθ－ｈ・ｃｏｓθ
＋（ａ・ｃｏｓθ＋ｈ・ｓｉｎθ）・（ｃ－ｂ）／２Ｌ）
／（（ａ・ｃｏｓθ＋ｈ・ｓｉｎθ）・（ｃ－ｂ）／Ｌ＋ｂ）

数式をａ＝の形に変形する。
ａ＝（ｈ・（ｓｉｎθ・（ｃ－ｂ）／２Ｌ－ｃｏｓθ
－ｓｉｎθ・（Ｘ／ε）・（ｃ－ｂ）／Ｌ）－ｂ・（Ｘ／ε））
／（ｃｏｓθ・（Ｘ／ε）・（ｃ－ｂ）／Ｌ
－ｓｉｎθ－ｃｏｓθ・（ｃ－ｂ）／２Ｌ） ・・・（９）

≪高さ補正計算≫
側面の場合の高さ補正計算式のｆをｈに置き換える。
ｅ＝ｂ／（（ａ・ｃｏｓθ＋ｆ・ｓｉｎθ）・（ｃ－ｂ）／Ｌ＋ｂ）
ｅ＝ｂ／（（ａ・ｃｏｓθ＋ｈ・ｓｉｎθ）・（ｃ－ｂ）／Ｌ＋ｂ） ・・・（１０）

式（７）～（９）を式（１０）に代入すると、ｘピクセルの時の下がり率（上がり率）ｅが得られる。

ｅを用いて実際の数値を算出する。
補正後の高さをＺ（ピクセル）、ＢＣＲから得られる高さをｚ（ピクセル）とすると
Ｚ＝（σ／２）－（σ／２－ｚ）／ｅ

このような高さ補正計算を行うことで、荷物群ＢＳの側面のバーコードＢＣの場合と同様の作用効果を奏する。

＜バーコード検出システム１００によるバーコードＢＣの高さ補正の効果＞
図８Ａは荷物群ＢＳの搬送中に搬送を止めずにコード読取部３０によって複数回読み取られたバーコードＢＣの各回のコード座標情報５５を画像座標系にプロットしたグラフである。図８Ｂは図８Ａにプロットしたコード座標情報５５の垂直方向座標にコード高さ補正を行って実際の高さに換算してからプロットしたグラフである。図９はコード読取部３０によって複数回読み取られたバーコードＢＣの各回のコード座標情報５５を、バーコードリーダー３０ａ、３０ｂに分け、コード高さ補正前後のデータをそれぞれプロットしたグラフである。

これらの図からわかるように、画像座標系では荷物群ＢＳが搬送方向ＣＤに沿って搬送されると、コード読取部３０によって読み取られたバーコードＢＣのコード座標情報５５の垂直成分は大きく変動する。これに対して、コード高さ補正後の値はほとんど変動せず、バーコードＢＣの実際の高さを概ね正確に示すことがわかる。

以上説明したように、バーコード高さ補正を行うことで、移動中ケースのバーコード高さ情報を連続的に取得することができる。

特定位置で停止させたケースであれば、その位置でのバーコード高さを事前に測定しておくことで高さ情報を取得することは可能となるが、その場合と比較し、停止させないことでタクト短縮につながり生産性が向上する。

また、停止点ごとの事前測定が不要なため初期設定が容易となり、連続取得できるため計測点数が増加することで信頼性向上も期待できる。

本発明は、バーコードなどの各種コード検出システム、検出方法、及び検出プログラムなどの分野に利用可能である。

１００ バーコード検出システム
１ 検品装置
１０ 制御部
１１ 荷姿算出部
１２ ワーク位置算出部
１３ コード高さ算出部
１４ 抽出部
１５ 比較部
１６ 判定部
２０ 測距部
３０ コード読取部
３０ａ バーコードリーダー
３０ｂ バーコードリーダー
４０ ワーク検出部
４０ａ 投光器
４０ｂ 受光器
５０ 記憶部
５１ コード識別用情報
５２ サイズ情報
５２ａ 高さ情報
５２ｂ 幅情報
５２ｃ 奥行情報
５３ 個数情報
５４ コード識別結果情報
５５ コード座標情報
６０ 表示部

Claims (7)

1. 架台に載置された複数の略直方体形状の荷物から構成される荷物群の搬送方向に沿った前端のエッジ位置を算出するワーク位置算出部と、
   前記荷物群を搬送中に搬送を止めずに撮影して１つ以上のバーコードを認識し、前記各バーコードの画像座標情報をそれぞれ出力するコード読取部と、
   前記ワーク位置算出部が算出した前記荷物群の前端の前記エッジ位置と前記コード読取部との相対位置関係と前記各画像座標情報とに基づいて、前記各バーコードの前記架台からの高さをそれぞれ算出するコード高さ算出部と
   を備え、
   前記荷物群の正面は、前記搬送方向に対して直交しており、
   前記コード高さ算出部は、前記荷物群の前端の前記エッジ位置と前記コード読取部との相対位置関係と前記各画像座標情報とに基づいて、前記各バーコードが前記荷物群の正面又は側面のいずれに表示されているかをそれぞれ判別し、各判別結果に応じて前記各バーコードの前記架台からの高さをそれぞれ算出する、バーコード検出システム。
2. 前記荷物群の前端が搬送中に予め定められた所定位置を通過したことを検出するワーク検出部をさらに備え、
   前記ワーク位置算出部は、前記荷物群の前端が前記所定位置を通過してからの経過時間と予め定められた搬送速度とに基づいて前記荷物群の前端の前記エッジ位置を算出する、請求項１に記載のバーコード検出システム。
3. 前記荷物群の上面の高さを前記搬送方向と直交する走査方向に走査するように上方から測定する測距部をさらに備え、
   前記コード高さ算出部は、前記測距部によって検出された前記荷物群の前記上面の側端位置の前記走査方向に沿った基準位置からの搬送位置ズレ量にも基づいて前記各バーコードの前記架台からの高さをそれぞれ算出する、請求項１又は請求項２に記載のバーコード検出システム。
4. 前記コード読取部は、複数のバーコードリーダーが、隣接する前記バーコードリーダーの各撮影範囲の少なくとも一部が重なるように、上下に配置されて構成されている、請求項１又は請求項２に記載のバーコード検出システム。
5. 前記コード読取部は、前記搬送方向に対して斜め方向から前記荷物群を撮影するように配置される、請求項１又は請求項２に記載のバーコード検出システム。
6. 架台に載置された複数の略直方体形状の荷物から構成される荷物群の搬送方向に沿った前端のエッジ位置を算出するワーク位置算出ステップと、
   前記荷物群を搬送中に搬送を止めずに撮影して１つ以上のバーコードを認識し、前記各バーコードの画像座標情報をそれぞれ出力するコード読取ステップと、
   前記ワーク位置算出ステップが算出した前記荷物群の前端の前記エッジ位置とコード読取部との相対位置関係と前記各画像座標情報とに基づいて、前記各バーコードの前記架台からの高さをそれぞれ算出するコード高さ算出ステップと
   を含み、
   前記荷物群の正面は、前記搬送方向に対して直交しており、
   前記コード高さ算出ステップは、前記荷物群の前端の前記エッジ位置と前記コード読取部との相対位置関係と前記各画像座標情報とに基づいて、前記各バーコードが前記荷物群の正面又は側面のいずれに表示されているかをそれぞれ判別し、各判別結果に応じて前記各バーコードの前記架台からの高さをそれぞれ算出する、バーコード検出方法。
7. 架台に載置された複数の略直方体形状の荷物から構成される荷物群の搬送方向に沿った前端のエッジ位置を算出するワーク位置算出ステップと、
   前記荷物群を搬送中に搬送を止めずに撮影して１つ以上のバーコードを認識し、前記各バーコードの画像座標情報をそれぞれ出力するコード読取ステップと、
   前記ワーク位置算出ステップが算出した前記荷物群の前端の前記エッジ位置とコード読取部との相対位置関係と前記各画像座標情報とに基づいて、前記各バーコードの前記架台からの高さをそれぞれ算出するコード高さ算出ステップと
   を含み、
   前記荷物群の正面は、前記搬送方向に対して直交しており、
   前記コード高さ算出ステップは、前記荷物群の前端の前記エッジ位置と前記コード読取部との相対位置関係と前記各画像座標情報とに基づいて、前記各バーコードが前記荷物群の正面又は側面のいずれに表示されているかをそれぞれ判別し、各判別結果に応じて前記各バーコードの前記架台からの高さをそれぞれ算出する、バーコード検出プログラム。