| 【発明の名称】 |
荷幅検出装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】小川 和彦
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| 【要約】 |
【課題】
【解決手段】 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 検出線上の障害物を検出する物品センサを少なくとも２個、コンベアに対して検出線の向きを異ならせて配置し、前記少なくとも２個の物品センサでの荷物の検出信号のオンの時間幅の差に相当する値から、荷幅を検出するための荷幅検出手段を設けたことを特徴とする、荷幅検出装置。
【請求項２】 前記少なくとも２個の物品センサの、一方を検出線をコンベアの搬送方向にほぼ直角に配置し、他方を検出線をコンベアの搬送方向に対して斜めに配置すると共に、前記少なくとも２個の物品センサのオン時刻の差を、オンの時間幅の差に相当する値とすることを特徴とする、請求項１の荷幅検出装置。
【請求項３】 前記少なくとも２個の物品センサを、検出線をコンベアの搬送方向に対して、共に斜めに配置したことを特徴とする、請求項１の荷幅検出装置。
【請求項４】 前記荷幅検出手段を荷物を直方体状と仮定して荷幅を求めるように構成し、求めた荷幅から前記少なくとも２個の物品センサのオン／オフの挙動を逆算して、実際のオン／オフの挙動と比較し、その不一致の程度から荷物が異形であることを検出するための、異形検出手段を設けたことを特徴とする、請求項１の荷幅検出装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の利用分野】この発明は荷幅の検出に関し、特にビデオセンサやラインセンサなどを用いずに、比較的少数の物品センサで荷幅を検出することに関する。
【０００２】
【従来技術】配送センターなどでは荷物の幅を検出することが必要になる。このため、多数の物品センサを１列に配置したラインセンサや、ビデオカメラを用いたビデオセンサなどで、荷幅を測定することが行われている。しかながらラインセンサやビデオセンサは高価である。
【０００３】
【発明の課題】この発明の課題は、少数の物品センサを用いて、荷幅を検出することにある（請求項１〜４）。請求項２の発明での追加の課題は、上記のための具体的構成を提供することにある。請求項３の発明での追加の課題は、直方体以外の形状の荷物の荷幅も検出できるようにすることにある。請求項４の発明での追加の課題は、２個の物品センサで、荷物が異形か否か検出することにある。
【０００４】
【発明の構成】この発明は、検出線上の障害物を検出する物品センサを少なくとも２個、コンベアに対して検出線の向きを異ならせて配置し、前記少なくとも２個の物品センサでの荷物の検出信号のオンの時間幅の差に相当する値から、荷幅を検出するための荷幅検出手段を設けたことを特徴とする、荷幅検出装置にある。好ましくは、前記少なくとも２個の物品センサの、一方を検出線をコンベアの搬送方向にほぼ直角に配置し、他方を検出線をコンベアの搬送方向に対して斜めに配置すると共に、前記少なくとも２個の物品センサのオン時刻の差を、オンの時間幅の差に相当する値とする。また好ましくは、前記少なくとも２個の物品センサを、検出線をコンベアの搬送方向に対して、共に斜めに配置する。好ましくは、前記荷幅検出手段を荷物を直方体状と仮定して荷幅を求めるように構成し、求めた荷幅から前記少なくとも２個の物品センサのオン／オフの挙動を逆算して、実際のオン／オフの挙動と比較し、その不一致の程度から荷物が異形（上面視で長方形以外の形状）であることを検出するための、異形検出手段を設ける。
【０００５】
【発明の作用と効果】請求項１の発明では、少なくとも２個の物品センサで物品（荷物）を検出し、それらのオンの時間幅の差に対応する値を求める。この時間幅の差は、例えば１方がオンした後、他方がオンするまでの時刻差や、双方の実際のオンの時間幅の差等から求める。実施例の項で詳述するように、この時間幅の差は直方体状等の物品の場合、荷幅に対応する。
【０００６】請求項２の発明では、物品センサの一方を、検出線がコンベアの搬送方向に直角になるように配置するので、物品センサの配置が簡単で、得られた信号から荷幅を求める処理も容易である。またオン時刻の差を用いるので、荷幅を求める処理がさらに容易になる。請求項３の発明では、物品センサを共に検出線をコンベアの搬送方向に対して斜めに配置する。すると例えば図４に示すように、直方体以外の形状の物品の荷幅も検出できる。
【０００７】２個の物品センサを用いた場合、得られる信号は各センサのオンの時間幅と、オン時刻の差の３種である。この内の２つの信号で、オンの時間幅の差に対応する値を得ることができ、直方体状と仮定すれば、荷幅を検出することができる。測定値には有意な信号が１つ残っており、請求項４の発明では、直方体状と仮定して求めた荷幅から残る有意な信号を逆算して比較する。荷物が直方体状であれば、これらの値は一致し、円筒状等の異形の場合、これらの値は一致しない。そこでこの不一致の程度から、荷物が異形か否かを検出できる。
【０００８】
【実施例】図１〜図７に、実施例とその変形とを示す。これらの図において、２，１２，２２，３２は荷幅検出装置で、４は幅寄せコンベアで、設けなくても良い。６は通常のコンベアで、ＰＨ１〜ＰＨ３は物品センサで、４０は検出部、４１は荷幅検出部、４２は異形検出部である。また８，９，１０，１１，２１は荷物である。
【０００９】図１に基本的な実施例を示すと、荷幅検出装置２の上流側に幅寄せコンベア４を設けて、荷物８をコンベア６の一側部に幅寄せする。幅寄せコンベア４の作用は、荷物８の一方の側部をコンベア６の側端部に寄せて、荷物８の姿勢を整えると共に、荷幅の検出を容易にすることにあり、図７を用いて後述するように、幅寄せコンベア４は設けなくても良い。
【００１０】６は通常のコンベアで、ローラコンベアやベルトコンベア等を用い、通常は一定速度で荷物８を図の右から左方向へ搬送する。ＰＨ１、ＰＨ２は物品センサで、光電センサや赤外線センサ，紫外線センサ，超音波センサ等を用い、検出線がコンベア６を跨ぐように配置し、かつそれらの向きを異ならせておく。物品センサＰＨ１は、例えばコンベア６の搬送方向に検出線が直角になるように配置し、物品センサＰＨ２は荷物８の荷幅Ｗの検出精度が高く、しかも直方体から形状が外れた物品でも荷幅をなるべく正確に測定できるように、検出線とコンベア６の搬送方向との間の角αを例えば１５°〜６０°とし、より好ましくは１５°〜４５°とする。物品センサＰＨ１，ＰＨ２のオン／オフの挙動を、コンベア６の搬送方向の変位を求めるためのエンコーダを用いて、オン／オフの位置、あるいはオン／オフ間の距離等に換算する。これらの値を検出部４０に記憶し、検出部４０のサブシステムである荷幅検出部４１及び異常検出部４２で使用する。
【００１１】図１の実施例の動作を示す。荷物８の荷幅をＷ、物品センサＰＨ２がオンしてから物品センサＰＨ１がオンするまでの搬送距離（コンベア６の動作を読み込むエンコーダでオンの時刻差を基に換算）をＬとすると、図１から明らかなように、 Ｌ・tanα＝Ｗ との関係がある。従って物品センサＰＨ２がオンした後、物品センサＰＨ１がオンするまでの時刻差を求めれば、荷幅Ｗを容易に求めることができる。
【００１２】図１から明らかなように、物品センサＰＨ２の検出線とコンベア６の搬送方向との間の角αが小さいほど、検出感度が増加する。図２に示すように、直方体状でない荷物９でも、物品センサＰＨ２の検出線に最初に触れる点Ｐが、物品センサＰＨ１の検出線に最初に触れる点であれば、同様にして荷幅Ｗを求めることができる。図２の場合も、距離Ｌと荷幅Ｗとの間には、 Ｗ＝Ｌ・tanα の関係があり、物品センサＰＨ１及びＰＨ２のそれぞれの検出線に、荷物の同じ点が最初に触れるのであれば、形状は問題ではない。
【００１３】図１の実施例では、物品センサＰＨ１，ＰＨ２の検出線が、コンベア６の側端部で交わるように配置したが、このような配置は実際には特に必要ではない。即ち物品センサＰＨ１の検出線と物品センサＰＨ２の検出線が、コンベア６の側部で交わらない場合、検出線とコンベア６の側部とには２つの交点があり、これらの交点間の距離は一種のオフセットである。図３の荷幅検出装置１２の場合、上記のオフセットをＬ１として、 （Ｌ−Ｌ１）・tanα＝Ｗ の関係があり、オフセットＬ１のために検出精度が低下することを除けば、図１の実施例と変わらない。なお図３以降において、検出部４０は図示を省略する。
【００１４】図１〜図３の例では、荷物の同じ頂点が物品センサＰＨ２の検出線にも物品センサＰＨ１の検出線にも、それぞれ最初に触れるのでなければ、荷幅検出に誤差が生じる。図４の荷物１０の場合、物品センサＰＨ２の検出線には、頂点Ｐ２が最初に触れ、物品センサＰＨ１の検出線には頂点Ｐ３が最初に触れる。このため図１〜図３の装置では、荷物１０の荷幅Ｗを検出することができない。図４の荷幅検出装置２２は、図１の装置２に、第３の物品センサＰＨ３を追加したものである。
【００１５】図４で、荷物１０が物品センサＰＨ３の検出線に触れてから、物品センサＰＨ１の検出線に触れるまでの距離をＬ３とし、物品センサＰＨ２の検出線に触れてから、物品センサＰＨ１の検出線に触れるまでの距離をＬ２とする。距離Ｌ３−Ｌ２は、頂点Ｐ２が物品センサＰＨ３の検出線に触れた後、物品センサＰＨ２の検出線に触れるまでの移動距離に等しい。また、荷物１０がコンベア６の搬送方向につきだしている距離をｈとする。次に物品センサＰＨ３の検出線とコンベア６の搬送方向との角をβ、物品センサＰＨ２の検出線と搬送方向との角をαとする。すると （Ｌ３＋ｈ）＝Ｗ・cotβ， （Ｌ２＋ｈ）＝Ｗ・cotα との関係が成り立つ。従って、 Ｌ３−Ｌ２＝Ｗ・（cotβ−cotα） となる。そこで異なる角度でコンベア６の搬送方向に対して斜めに配置した一対の物品センサＰＨ２，ＰＨ３と、コンベア６の搬送方向に検出線がほぼ直角な物品センサＰＨ１を用いれば、直方体以外の物品の荷幅も検出することができる。
【００１６】図４の例では、物品センサＰＨ１は無くても良い。即ち、前記の距離Ｌ３−Ｌ２は物品センサＰＨ２，ＰＨ３の２つだけで、求めることもできる。従って、２個の物品センサで直方体以外の荷物の荷幅を検出することもできる。
【００１７】図１〜図４の例では、一方の物品センサがオンした後、他方の物品センサがオンするまでの時刻差を用いた。しかしながら実際に意味があるのは、一方の物品センサのオン時間の幅と、他方の物品センサのオン時間の幅との差である。そして図１〜図４の例は、この時刻差と等しい値を求めるための例である。図５の場合で、物品センサＰＨ２と物品センサＰＨ１の信号のオン／オフの挙動を考える。すると物品センサＰＨ１と物品センサＰＨ２がオフする時間は同じで、物品センサＰＨ１がオンするのは、荷物８の前辺が物品センサＰＨ１の検出線と一致する場合である。そして図５から明らかなように、物品センサＰＨ２がオンした後、物品センサＰＨ１がオンするまでの時刻差に対応する搬送距離は、物品センサＰＨ２のオン時間から求めた搬送距離と、物品センサＰＨ１のオン時間から求めた搬送距離の差に等しい。即ち前記の時刻差は、オンの時間幅の差を別の手法で求めたのである。このように、２つの物品センサのオンの時間幅の差を求める手法は多数あり、この内のどれを用いるかは任意である。
【００１８】図６に、円筒状等の異形の物品１１での荷幅の検出を示す。物品１１が、図６の上部のように図の右から左へ、搬送されてくると、物品センサＰＨ２，物品センサＰＨ１は図６の中段のようにオン／オフする。そこで物品センサＰＨ２がオンした後、物品センサＰＨ１がオンするまでの時間から求めた搬送距離Ｌを用いて、荷物１１の荷幅ＷがＬ・tanαであるとしてＷを求める。そしてこれを直方体であると仮定すると、図６の下段に示す仮想的な荷物２１が得られる。さてこのような荷物２１が搬送されたものとして、物品センサＰＨ１，ＰＨ２のオン／オフを考えると、実測値との間に不一致が生じる。例えば荷物２１のコンベア６での搬送方向の長さを、物品センサＰＨ１がオンした後オフするまでの搬送距離Ｌ３に等しいものと仮定すると、仮想的な荷物２１では物品センサＰＨ１と物品センサＰＨ２とが同時にオフするはずである。これは現実と一致しない。即ち仮想的な荷物２１から求めた物品センサＰＨ２のオン時間が、実際のオン時間よりも長すぎる。そこで異形検出部４２では、荷物が直方体状であるとして、上面視の形状を求め、それから逆算して得られる物品センサのオン時間と、実際のオン時間等を比較し、これらの不一致が所定値以上である場合に、物品が直方体状でないものとする。そして直方体状でない場合、直方体状と仮定して求めた荷幅よりもやや大きめな荷幅を割り当てて、やや大きめな荷幅を有するものとして出力すればよい。
【００１９】次に角αの最適値について考えると、αが小さいほど検出感度が増加するが、物品センサＰＨ２の設置に必要な長さが大きくなる。また角αが小さいほど、図６の荷物１１のように異形の荷物でも検出誤差が小さくなる。これらのことから角αは好ましくは１５°〜６０°とし、より好ましくは１５°〜４５°とする。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００６２９７
【氏名又は名称】村田機械株式会社
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| 【出願日】 |
平成１１年３月５日（１９９９．３．５） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００８６８３０
【弁理士】
【氏名又は名称】塩入 明 （外１名）
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| 【公開番号】 |
特開２０００−２５８１４７（Ｐ２０００−２５８１４７Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１２年９月２２日（２０００．９．２２） |
| 【出願番号】 |
特願平１１−５８０３９ |
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