JP7122276B2 - 品質評価装置及び品質評価方法 - Google Patents

Description

本発明は、生コンクリートの品質評価装置及び品質評価方法に関する。

生コンクリートの受け入れ検査時等における品質評価装置及び品質評価方法としては従来から種々のものが知られている。特開２０１３－１３２７６０号公報には、フレッシュコンクリートの試験装置が記載されている。この試験装置では、シュートを流れるコンクリートの流速及び体積を画像を用いて測定する。試験装置は、シュートを流れるコンクリートを一定時間ごとに撮影するカメラと、シュート内のコンクリートの高さを測定する平面レーザー距離計と、シュートの傾きを測定する傾斜計と、コンクリートの判定結果を表するコンピュータとを備える。

カメラ、平面レーザー距離計及び傾斜計はシュートを覆う遮光カバーに固定されており、遮光カバーがシュートに取り付けられた状態で各種測定が行われる。コンピュータは、カメラによって撮影された画像、平面レーザー距離計によって測定されたコンクリートの高さ、及びシュートの傾きから、シュートを流れるコンクリートの単位時間当たりの流量を算出する。コンピュータは、算出した単位時間当たりの流量とシュートの傾きごとに定められた標準流量とを比較し、算出した流量が標準流量に対する許容範囲内であるか否かに応じてコンクリートの合否を判定する。

特開２０１３－１３２７６０号公報

生コンクリートの品質の合否判定は、混錬用ドラムを備えたミキサー車又はアジテータ車から生コンクリートがシュートに排出されるときに実行される。例えば、スランプ値が所定値より低く硬いコンクリートは、ポンプ圧送又は締め固めが困難であったり、施工不良を生じさせる可能性がある。また、スランプ値が所定値より高く柔らかいコンクリートは、強度不足や施工不良を生じさせる可能性がある。従って、生コンクリートの品質の合否判定を行うことにより、このような施工不良を生じさせる可能性のあるコンクリートを排除することが求められている。（特に、スランプ値が低く硬い不良な生コンクリートを受け入れ前に確実に排除することが求められている。）

また、前述したフレッシュコンクリートの試験装置では、カメラ、平面レーザー距離計及び傾斜計が固定された遮光カバーがシュートに取り付けられた状態でコンクリートの合否を判定する。従って、この試験装置を用いてコンクリートの合否判定を行う場合、ミキサー車又はアジテータ車等の全ての車のシュートのそれぞれに対して遮光カバーを取り付ける必要がある。例えば、多くの車が連続して来たときに各車に対して遮光カバーを取り付ける必要がある。このように、全ての車のそれぞれに遮光カバーを取り付けなければならないので、品質評価が煩雑であると共に品質評価にかかるコストが増大するという現状がある。従って、生コンクリートの品質評価を効率よく行うことができていないという現状がある。

本発明は、不良なコンクリートを受け入れ前に確実に排除することができると共に、生コンクリートの品質評価を効率よく行うことができる品質評価装置及び品質評価方法を提供することを目的とする。

本発明に係る品質評価装置は、生コンクリートの品質評価装置であって、シュートの傾斜面に沿って斜め下方に流れる生コンクリートの動画を撮影するカメラと、カメラによって撮影された動画から生コンクリートの表面を認識する表面認識部と、表面認識部によって認識された生コンクリートの表面から生コンクリートの表面形状の傾きを算出する傾き算出部と、傾き算出部によって算出された生コンクリートの傾きから生コンクリートの品質を判定する品質判定部と、を備える。

この品質評価装置では、カメラが傾斜面に沿って流下する生コンクリートの動画を撮影する。表面認識部が撮影された動画から生コンクリートの表面を認識し、傾き算出部は認識された生コンクリートの表面から生コンクリートの表面形状の傾きを算出する。生コンクリートの品質を判定する品質判定部は、生コンクリートの表面形状の傾きから生コンクリートの品質を判定する。スランプ値が低く硬い生コンクリートは、アジテータ車のシュートの流れ始めでは、ある程度の厚み（高さ）を持った状態で流れてくるため傾きが大きくなり、流下速度が遅くなる傾向がある。一方、スランプ値が高く柔らかいコンクリートは、アジテータ車のシュートの流れ始めでは、厚み（高さ）がない状態で流れるため相対的に傾きが小さくなり、流下速度が速くなる傾向がある。本品質評価装置では、この違いを捉えて生コンクリートの良否判定をしている。従って、品質判定部が生コンクリートの表面形状の傾きから生コンクリートの品質を判定することにより、スランプ値が低く硬い生コンクリートを確実に排除することができるので、不良な生コンクリートを受け入れ前に確実に排除することができる。また、この品質評価装置では、シュートを撮影するカメラがあれば、動画から生コンクリートの表面形状の傾きを算出することによって生コンクリートの品質を判定することができる。従って、全ての車のそれぞれに対して特殊な機器を取り付ける必要がないので、生コンクリートの品質評価を効率よく行うことができる。その結果、生コンクリートの品質評価を対象となる全ての車に対して効率よく行うことができるので、１台のカメラで生コンクリートの動画を撮影することにより全ての車の品質検査を効率よく行うことができる。

また、前述した品質評価装置は、傾き算出部によって算出された生コンクリートの傾きを表示する表示部を備えてもよい。この場合、シュートを流下する生コンクリートの傾きを表示部によってリアルタイムに表示することができるので、表示された傾きを見ることによって生コンクリートの品質評価を目視で行うことも可能となる。従って、生コンクリートの品質評価の精度を更に高めることができる。

本発明に係る品質評価方法は、生コンクリートの品質評価方法であって、シュートの傾斜面に沿って生コンクリートを流下する工程と、シュートの傾斜面に沿って斜め下方に流れる生コンクリートの動画を撮影する工程と、生コンクリートの動画から生コンクリートの表面を認識する工程と、生コンクリートの表面から生コンクリートの表面形状の傾きを算出する工程と、生コンクリートの傾きから生コンクリートの品質を判定する工程と、を備える。

この品質評価方法では、傾斜面に沿って流れる生コンクリートを撮影し、動画から流下する生コンクリートの表面を認識して、生コンクリートの表面形状の傾きを算出する。この品質評価方法では、生コンクリートの表面形状の傾きから生コンクリートの品質を判定するので、前述の品質評価装置と同様、スランプ値が低く硬いコンクリートを確実に排除することができると共に、不良な生コンクリートを受け入れ前に確実に排除することができる。また、この品質評価方法では、カメラで生コンクリートの動画を撮影すれば生コンクリートの品質評価を行うことができるので、全ての車のそれぞれに対して特殊な機器を取り付ける必要がない。従って、生コンクリートの品質評価を対象となる全ての車に対して効率よく行うことができる。

また、表面を認識する工程では、動画において動いている複数の点を認識し、傾きを算出する工程では、一定時間における複数の点の移動方向及び移動距離から傾きを算出してもよい。この場合、動画における複数の点を認識し、複数の点の移動方向及び移動距離から流下する生コンクリートの表面形状の傾きを算出する。従って、生コンクリートの表面形状の傾きを一層高精度に算出することができるので、生コンクリートの品質評価を高精度に行うことができる。

また、傾きを算出する工程では、一定時間における複数の点の移動方向及び移動距離を直線近似して傾きを算出してもよい。この場合、複数の点の移動方向及び移動距離から直線近似によって流下する生コンクリートの傾きを算出するので、簡易な処理によって生コンクリートの表面形状の傾きを算出することができる。

また、品質を判定する工程では、傾斜面に沿って生コンクリートの流下を開始してから傾きが０になるまでの積分値が第１閾値以上であるときに、生コンクリートの品質が良好でないと判定してもよい。ところで、硬い生コンクリートの場合、表面形状の傾きは、流下を開始してから大きくなると共に０になるまでの時間が長い傾向がある。従って、硬い生コンクリートの場合には、流下を開始してから傾きが大きくなると共に０になるまでの時間が柔らかい生コンクリートと比較して長い。すなわち、柔らかい生コンクリートの場合には、流下開始からの傾きの上昇が小さいと共に０になるまでの時間が短い。従って、流下を開始してから傾きが０になるまでの傾きの時系列データの積分値が第１閾値以上であるときに生コンクリートの品質が良好でないと判定することにより、硬い生コンクリートを確実に排除することができる。

また、流下する工程では、シュートの傾斜面に沿って生コンクリートが流下し、品質を判定する工程では、生コンクリートがシュートの先端部に到達してから一定時間経過するまでの傾きの平均値が第２閾値以上であるときに、生コンクリートの品質が良好でないと判定してもよい。生コンクリートのスランプ値が低くて生コンクリートが硬い場合、生コンクリートがシュートの先端部に達してから一定時間経過するまでの間、柔らかい生コンクリートと比較して、傾きの平均値が高くなる傾向がある。従って、生コンクリートがシュートの先端部に到達してから一定時間経過するまでの傾きの平均値が第２閾値以上である場合に品質が良好でないと判定することにより、スランプ値が低く硬い生コンクリートをより確実に排除することができる。

また、品質を判定する工程では、傾きが第３閾値以下となったときに生コンクリートの品質が良好でないと判定してもよい。硬くてスランプ値が低い生コンクリートは、表面の凹凸が多いため、柔らかい生コンクリートと比較して流下時の傾きが不安定になる傾向がある。従って、傾きが第３閾値以下である生コンクリートを良好でないと判定することにより、傾きが不安定で硬い生コンクリートの受け入れを更に確実に排除することができる。従って、生コンクリートの品質判定を更に高精度に行うことができる。

また、流下する工程では、傾斜面が凹状の湾曲面とされたシュートの傾斜面に沿って生コンクリートが流下し、傾きを算出する工程では、生コンクリートが流下する方向に沿って延びる湾曲面の端辺に平行な２辺、及び端辺の流下する方向の先端と湾曲面の底部とを結ぶ線分に平行な２辺からなる平行四辺形状のフレーム内における傾きを算出してもよい。この場合、シュートの湾曲面の端辺、及び端辺の流下する方向の先端と湾曲面の底部とを結ぶ線分、を基準とした平行四辺形状のフレーム内における傾きを算出する。従って、予め定められた領域内における生コンクリートの傾きを算出することができるので、傾きの算出、及び生コンクリートの品質判定を一層高精度且つ容易に行うことができる。

本発明によれば、不良なコンクリートを受け入れ前に確実に排除することができると共に、生コンクリートの品質評価を効率よく行うことができる。

実施形態に係る品質評価装置のカメラ、アジテータ車及びポンプ車を模式的に示す側面図である。 実施形態に係る品質評価装置の機能を示すブロック図である。 図２の品質評価装置によって表示された平行四辺形状のフレーム、及びシュートの傾斜面を流下する生コンクリートの傾きを示す斜視図である。 図１のカメラによって得られた画像から流下する生コンクリートの動画の点の移動方向及び移動距離を模式的に示す図である。 シュートの湾曲面及び平行四辺形状のフレームの位置関係を模式的に示す図である。 シュートを流れる生コンクリートの表面形状の傾きの例示的な時系列データと品質評価の判定タイミングの例とを示すグラフである。 図２の傾き算出部によって算出された傾きの時系列データの例を示すグラフである。 実施形態に係る生コンクリートの品質評価方法の各工程の例を示すフローチャートである。 （ａ）及び（ｂ）は、生コンクリートの表面形状の時系列データの例を示すグラフである。

以下では、図面を参照しながら本発明に係る生コンクリートの品質評価装置及び品質評価方法の実施形態について説明する。なお、本発明は、下記の例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲に示され、特許請求の範囲と均等の範囲内における全ての変更が含まれることが意図される。図面の説明において、同一又は相当する要素には同一の符号を付し、重複する説明を適宜省略する。また、図面は、理解の容易のため、一部を簡略化又は誇張して描いている場合があり、寸法比率及び角度等は図面に記載のものに限定されない。

まず、本実施形態に係る品質評価装置１が適用されるアジテータ車Ａとポンプ車Ｂの例について図１を参照しながら説明する。アジテータ車Ａは、工場において製造された生コンクリートＣ（図３参照）を現場に輸送する車両である。図１に示されるように、アジテータ車Ａは、生コンクリートＣを収容すると共に、回転することによって生コンクリートＣを撹拌する円筒状のドラムＡ１を備える。ポンプ車Ｂは、例えば、アジテータ車Ａによって輸送された生コンクリートＣを現場に設置された型枠に流し込む車両である。アジテータ車Ａの後部には、生コンクリートＣの搬送路であるシュート３が設けられる。

本実施形態に係る品質評価装置１は、シュート３を流下する生コンクリートＣの品質を評価する。品質評価装置１は、シュート３を流下する生コンクリートＣの動画を撮影するカメラ２を備えており、カメラ２によって撮影された生コンクリートＣの動画から生コンクリートＣの品質を評価する。例えば、カメラ２による動画のフレーム数は３０ｆｐｓであるが、適宜変更可能である。

品質評価装置１は、例えば、生コンクリートＣの品質の合否を判定する。そして、品質評価装置１によって合格と判定された生コンクリートＣは、例えば、シュート３を介してポンプ車Ｂに連続的に移送される。一方、品質評価装置１によって不合格と判定された生コンクリートＣは、例えばポンプ車Ｂに移送されない。

前述したように、品質評価装置１は、アジテータ車Ａによって輸送された生コンクリートＣをポンプ車Ｂに投入する前に検査する。生コンクリートＣは、フレッシュコンクリートであり、固まっていない状態で荷降しされる。生コンクリートＣは、固まった後に問題が生じた場合、補修又は撤去等に多大な時間とコストを要するため、固まる前に十分に品質検査を行うことが重要である。品質評価装置１は、アジテータ車Ａによって現場に搬入された生コンクリートＣの品質評価を行い、例えば、生コンクリートＣの硬さが適切であるか否か、すなわち、生コンクリートＣのスランプ値が適切であるか否かの検査を行う。

品質評価装置１は、例えば、アジテータ車Ａの外部に配置されており、アジテータ車Ａの外部においてシュート３を流れる生コンクリートＣの受け入れ検査を行う。このように、品質評価装置１によってアジテータ車Ａの外部で受け入れ検査が行われることにより、１つの品質評価装置１で複数のアジテータ車Ａのそれぞれの生コンクリートＣの検査を行うことが可能となる。

図２は、品質評価装置１の機能の例を示すブロック図である。なお、品質評価装置１が備える各機能は図２に示されるものに限定されず適宜変更可能である。図１及び図２に示されるように、品質評価装置１は、生コンクリートＣを撮影するカメラ２と、カメラ２によって撮影された生コンクリートＣの動画から生コンクリートＣの品質を判断する判断部１０と、判断部１０による判断結果を出力すると共に当該判断結果を表示する表示部２１を含む出力部２０とを備える。

カメラ２は、シュート３において斜め下方に流れる生コンクリートＣを撮影する。例えば、カメラ２は、三脚２ａの上に設置されており、シュート３の生コンクリートＣを斜め上方（一例として、水平面に対して上方に４５度を成す方向）から撮影する。カメラ２は、撮影した生コンクリートＣの動画をリアルタイムで判断部１０に出力する。なお、カメラ２による生コンクリートＣの撮影動画は、表示部２１に表示されてもよい。この場合、生コンクリートＣの性状を目視で確認することも可能となる。

判断部１０は、カメラ２から生コンクリートＣの撮影動画を受信する。判断部１０は、例えば、パーソナルコンピュータ等のコンピュータに設けられていてもよく、カメラ２及び出力部２０のそれぞれと通信可能とされている。判断部１０が設けられるコンピュータは、例えば、オペレーティングシステム及びアプリケーションプログラム等を実行するプロセッサ（例えばＣＰＵ）と、ＲＯＭ及びＲＡＭ等によって構成される主記憶部と、ハードディスク又はフラッシュメモリ等で構成される補助記憶部と、ネットワークカード又は無線通信モジュールで構成される通信制御部と、キーボード又はマウス等の入力装置と、モニタ等の出力装置とを備える。

判断部１０のコンピュータの各機能要素は、プロセッサ又は主記憶部に所定のソフトウェアを読み込ませて当該ソフトウェアを実行させることによって実現される。プロセッサは、当該ソフトウェアに従って、前述した通信制御部、入力装置又は出力装置を動作させ、主記憶部又は補助記憶部におけるデータの読み出し及び書き出しを行う。コンピュータの処理に必要なデータは主記憶部又は補助記憶部に記憶される。

判断部１０は、機能的構成要素として、例えば、シュート３を流れる生コンクリートＣの表面を認識する表面認識部１１と、生コンクリートＣの表面の傾きＫ（図３参照）を算出する傾き算出部１２と、生コンクリートＣの品質を判定する品質判定部１３とを有する。表面認識部１１は、カメラ２によって撮影された動画から生コンクリートＣの表面を認識する。

例えば、図３及び図４に示されるように、表面認識部１１は、シュート３を流下する生コンクリートＣの動画において動いている複数の点Ｐを認識する。表面認識部１１は、例えば、一定時間（例えばフレーム間）における複数の点Ｐの移動方向及び移動距離をベクトル（例えば矢印Ｙ）として捉える。

表面認識部１１による複数の点Ｐの認識は、例えば、平行四辺形状のフレームＦの内部において行われる。図５に示されるように、シュート３は生コンクリートＣが流下する傾斜面３ｂ（上面）を有し、傾斜面３ｂは凹状の湾曲面とされている。すなわち、傾斜面３ｂは、生コンクリートＣが流れる流下方向Ｄ１に直交する断面がＵ字状とされており、シュート３のＵ字状の断面の内側において生コンクリートＣが流下する。シュート３の幅方向Ｄ２の長さは、例えば、シュート３の生コンクリートＣの流路の上流から下流に向かうに従って徐々に狭くなっている。

フレームＦは、例えば、生コンクリートＣの流下方向Ｄ１に沿って延びるシュート３の端辺３ａと、端辺３ａの下端３ｃ及びシュート３の底部３ｄを互いに結ぶ線分Ｌ１とを含む平行四辺形状とされている。なお、点Ｂ_０はシュート３の流下方向Ｄ１の上端の底面、点Ｂ及び点Ｃ_０はフレームＦの角部を参考として示している。例えば、フレームＦの範囲をカメラ２が撮影することによって、表面認識部１１がフレームＦの範囲内における点Ｐを認識する。なお、フレームＦの形状、大きさ及び配置位置は、図５に示される態様に限られず適宜変更可能であって、例えば、フレームＦの位置がシュート３の下端３ｃよりも流下方向Ｄ１の上方に位置していてもよい。

傾き算出部１２は、表面認識部１１によって認識された生コンクリートＣの表面から生コンクリートＣの傾きＫを算出する。傾き算出部１２は、例えば、一定時間における複数の点Ｐの移動方向及び移動距離から流下する生コンクリートＣの表面形状の傾きＫを算出する。一例として、傾き算出部１２は、表面認識部１１によって捉えられた一定時間あたりの複数の点Ｐの移動方向及び移動距離を直線近似して生コンクリートＣの表面形状の傾きＫを算出する。例えば、傾き算出部１２は流下方向Ｄ１に対する生コンクリートＣの表面形状の傾きを算出する。また、傾き算出部１２は、複数の点ＰのベクトルのＸ成分（例えば水平方向の成分）及びＹ成分（例えば鉛直方向の成分）を最小二乗法によって直線近似して生コンクリートＣの表面形状の水平面に対する傾きＫを算出してもよい。

品質判定部１３は、傾き算出部１２によって算出された生コンクリートＣの表面形状の傾きＫの時系列データから生コンクリートＣの品質を判定する。例えば、図６に示されるように、硬い（一例としてスランプ値が７．５ｃｍ）生コンクリートＣは、シュート３への流下を開始した直後に、柔らかい（一例としてスランプ値が２３．０ｃｍ又は１２．０ｃｍ）生コンクリートＣと比較して、シュート３の先端部で大きく盛り上がる。

すなわち、シュート３の先端部において硬い生コンクリートＣの表面形状の傾きＫは柔らかい生コンクリートＣの表面形状の傾きＫよりも大きくなる。なお、図６のグラフでは、縦軸が生コンクリートＣの表面形状の傾きＫ（単位はｃｍ／ｍ）を示しており、横軸が時間を示している。すなわち、図６は、生コンクリートＣの表面形状の傾きＫの時系列データの例を示すグラフである。

よって、品質判定部１３は、例えば、傾斜面３ｂに沿って生コンクリートＣの流下を開始してから傾きＫが０になるまでの積分値（図６のグラフの面積Ｍ）が予め定められた第１閾値以上であるときに、生コンクリートＣが硬いコンクリートであって生コンクリートＣの品質が良好でないと判定する。

このように、生コンクリートＣの表面形状の傾きＫの時系列データの積分値が第１閾値以上であるときに、生コンクリートＣの品質が良好でないと品質判定部１３が判定することにより、硬いコンクリートを確実に排除することが可能である。なお、第１閾値の値は、一例として、２４００ｃｍ／（ｍ・フレーム）であるが、適宜変更可能である。

また、生コンクリートＣがシュート３の先端部に到達してから一定時間（例えば図６の範囲Ｇにおける２秒間、又は第２時間ｔ２）経過するまでの傾きＫの平均値は、柔らかい生コンクリートＣよりも硬い生コンクリートＣの方が大きい。従って、品質判定部１３は、例えば、生コンクリートＣがシュート３の先端部に到達してから一定時間経過するまでの傾きＫの平均値が第２閾値以上であるときに、硬い生コンクリートＣであって生コンクリートＣの品質が良好でないと判定する。第２閾値の値は、例えば－５（ｃｍ／ｍ）であるが、適宜変更可能である。

更に、硬い生コンクリートＣの場合、生コンクリートＣの表面形状の傾きＫが不安定であって、例えば図６の印部Ｘに示されるように、傾きＫが極端に小さくなることがある。そこで、品質判定部１３は、例えば、生コンクリートＣの表面形状の傾きＫが第３閾値以下となったときに、生コンクリートＣが硬く生コンクリートＣの品質が良好でないと判定する。第３閾値の値は、例えば－３５（ｃｍ／ｍ）であるが、適宜変更可能である。

図２に示されるように、出力部２０は、品質判定部１３による生コンクリートＣの判定結果を表示する表示部２１と、品質判定部１３によって生コンクリートＣの品質が良好でないと判定された場合に警報を出力する警報出力部２２と、品質判定部１３の判定結果に応じて各種機器を制御する機器制御部２３とを備える。

表示部２１は、例えば、パーソナルコンピュータ又はノートパソコン等の情報端末のディスプレイ、及び、携帯電話又はタブレット等の携帯端末のディスプレイを含んでいる。表示部２１は、例えば、フレームＦを含む生コンクリートＣの流下状況の画像、生コンクリートＣの表面形状の傾きＫ、及び図７に例示される生コンクリートＣの表面形状の傾きＫの時系列データＺを表示する。

図７に示されるグラフにおいて、縦軸は傾きＫ（ｃｍ／ｍ）であり、横軸は時間であって、例えば、グラフの右端の時間が０となっている。生コンクリートＣの流下に伴って図７の時系列データＺは左側に移動し、現在から数秒前（例えば１０秒前）までの時系列データＺがリアルタイムに表示される。このように時系列データＺがリアルタイムに表示されることにより、生コンクリートＣの表面形状の傾きＫをリアルタイムに把握することが可能である。

警報出力部２２は、品質判定部１３によって生コンクリートＣの品質が良好でないと判定されたときに警報を出力する。例えば、警報出力部２２は、現場のパトライト（登録商標）、サイレン又はスピーカ等の警報機器に出力信号を発信し、パトライト、サイレン又はスピーカ等を作動させることによって警報を出力する。また、警報出力部２２は、作業者等が所持する携帯端末等の情報端末に警報を出力してもよい。

機器制御部２３は、品質判定部１３によって判定された生コンクリートＣの評価結果に応じて機器の動作を制御する。例えば、機器制御部２３は、生コンクリートＣを圧送するポンプと通信可能とされており、品質判定部１３による生コンクリートＣの評価結果に応じて当該ポンプの動作を制御する。一例として、機器制御部２３は、生コンクリートＣの品質が良好でないと判定されたときに当該ポンプによる生コンクリートＣの圧送を停止する。なお、機器制御部２３が制御する機器の種類は、当該ポンプ以外の機器であってもよく適宜変更可能である。

次に、本実施形態に係る生コンクリートＣの品質評価方法について図８に示されるフローチャートを参照しながら説明する。図８は、本実施形態に係る品質評価方法の各工程の一例を示している。まず、シュート３の傾斜面３ｂに沿って生コンクリートＣを流下する。このとき、例えば、アジテータ車Ａの後部に設置されたシュート３にアジテータ車Ａから生コンクリートＣが流される（生コンクリートを流下する工程）。

一方、シュート３のフレームＦが含まれる位置を撮影可能とするために、例えば、カメラ２を三脚２ａの上に設置し、カメラ２によって傾斜面３ｂに沿って流下する生コンクリートＣの動画を撮影する（ステップＳ１、生コンクリートの動画を撮影する工程）。カメラ２によって撮影された生コンクリートＣの動画は判断部１０にリアルタイムで出力され、判断部１０によって画像処理される。

生コンクリートＣの動画が判断部１０に出力された後には、表面認識部１１が生コンクリートＣの動画から生コンクリートＣの表面を認識する。このとき、表面認識部１１は、生コンクリートＣの動画から当該動画において動いている複数の点Ｐを認識する（生コンクリートの表面を認識する工程）。

表面認識部１１が複数の点Ｐを認識した後には、傾き算出部１２が生コンクリートＣの表面形状の傾きＫを算出する。傾き算出部１２は、例えば、一定時間における複数の点Ｐの移動方向及び移動距離を直線近似して傾きＫを算出する。傾き算出部１２によって算出された傾きＫは、例えば、表示部２１によってカメラ２の撮影動画と共に表示されたフレームＦ内に表示されると共に、時系列データのグラフとして表示される（ステップＳ２、表面形状の傾きを算出する工程）。

品質判定部１３は、生コンクリートＣの傾きＫから生コンクリートＣの品質を判定する。具体的には、図６及び図８に示されるように、品質判定部１３は、生コンクリートＣの流下開始時刻ｔ０から第１時間ｔ１が経過するまでの間の傾きＫの時系列データの積分値が第１閾値ＴＨ１以上であるか否かを判定する（ステップＳ３、品質を判定する工程）。第１時間ｔ１は、流下開始時刻ｔ０から大きくなった傾きＫが０に達するまでの時間である。

品質判定部１３は、傾きＫの積分値が第１閾値ＴＨ１以上である場合には、生コンクリートＣの品質が異常であると判定し、例えば、警報出力部２２によって生コンクリートＣが異常である旨の警報を行う（ステップＳ４）。そして、一連の工程を終了すると共に、生コンクリートＣの受け入れを中止する。

一方、品質判定部１３は、ステップＳ３において、傾きＫの積分値が第１閾値ＴＨ１以上でないと判定した場合には、ステップＳ５に移行する。ステップＳ５において、品質判定部１３は、生コンクリートＣがシュート３の先端部に到達してから一定時間経過するまでの傾きＫの平均値が第２閾値ＴＨ２以上であるか否かを判定する。すなわち、品質判定部１３は、第１時間ｔ１から第２時間ｔ２が経過するまでの傾きＫの平均値が第２閾値ＴＨ２以上であるか否かを判定する（品質を判定する工程）。

品質判定部１３は、傾きＫの平均値が第２閾値ＴＨ２以上である場合には、生コンクリートＣの品質が良好でないと判定し、ステップＳ４に移行する。また、品質判定部１３は、傾きＫの平均値が第２閾値ＴＨ２以上でない場合には、ステップＳ６に移行する。ステップＳ６において、品質判定部１３は、傾きＫが第３閾値ＴＨ３以下になっているか否かを判定する。例えば、品質判定部１３は、第３時間ｔ３が経過するまでの間に傾きＫが第３閾値ＴＨ３以下になっているか否かを判定する（品質を判定する工程）。

品質判定部１３は、傾きＫが第３閾値ＴＨ３以下になっていると判定した場合には、生コンクリートＣの品質が良好でないと判定し、ステップＳ４に移行する。一方、品質判定部１３は、傾きＫが第３閾値ＴＨ３以下になっていないと判定した場合には、生コンクリートＣの品質が良好であると判定し、例えば、表示部２１に生コンクリートＣが良好である旨を通知する（ステップＳ７）。その後、例えば、アジテータ車Ａの生コンクリートＣを受け入れて次のアジテータ車Ａに対して同様に前述した品質評価方法の各工程を実行する。全てのアジテータ車Ａに対して品質評価方法の各工程を実行した後、一連の工程が完了する。

次に、本実施形態に係る生コンクリートＣの品質評価装置１及び品質評価方法から得られる作用効果について詳細に説明する。本実施形態に係る品質評価装置１及び品質評価方法では、例えば図１及び図３に示されるように、カメラ２が傾斜面３ｂに沿って流下する生コンクリートＣの動画を撮影する。表面認識部１１が撮影された動画から生コンクリートＣの表面を認識し、傾き算出部１２は認識された生コンクリートＣの表面から生コンクリートＣの表面形状の傾きＫを算出する。

生コンクリートＣの品質を判定する品質判定部１３は、生コンクリートＣの表面形状の傾きＫから生コンクリートＣの品質を判定する。スランプ値が低く硬い生コンクリートＣは、柔らかい生コンクリートＣと比較して、表面に凹凸が多く傾きＫの変動が大きい。従って、品質判定部１３が生コンクリートＣの表面形状の傾きＫから生コンクリートＣの品質を判定することにより、スランプ値が低く硬い生コンクリートＣを確実に排除することができるので、不良な生コンクリートＣを受け入れ前に確実に排除することができる。

また、品質評価装置１では、シュート３を撮影するカメラ２があれば、動画から生コンクリートＣの表面形状の傾きＫを算出することによって生コンクリートＣの品質を判定することが可能である。従って、アジテータ車Ａを含む全ての車のそれぞれに対して特殊な機器を取り付ける必要がないので、生コンクリートＣの品質評価を効率よく行うことができる。その結果、生コンクリートＣの品質評価を対象となる全ての車に対して効率よく行うことができるので、１台のカメラ２で生コンクリートＣの動画を撮影することにより全ての車の品質検査を効率よく行うことができる。

また、品質評価装置１は、傾き算出部１２によって算出された生コンクリートＣの傾きＫを表示する表示部２１を備える。よって、シュート３を流下する生コンクリートＣの傾きＫ（例えば図３に示されるフレームＦ及び傾きＫの画像）を表示部２１によってリアルタイムに表示することができるので、表示された傾きＫを見ることによって生コンクリートＣの品質評価を目視で行うことも可能となる。従って、生コンクリートＣの品質評価の精度を高めることができる。

本実施形態に係る品質評価方法において、表面を認識する工程では、動画において動いている複数の点Ｐを認識し、傾きＫを算出する工程では、一定時間における複数の点Ｐの移動方向及び移動距離から傾きＫを算出する。すなわち、動画上において複数の点Ｐを認識し、複数の点Ｐの移動方向及び移動距離から流下する生コンクリートＣの傾きＫを算出する。従って、生コンクリートＣの傾きＫを高精度に算出することができるので、生コンクリートＣの品質評価を高精度に行うことができる。

また、傾きＫを算出する工程では、一定時間における複数の点Ｐの移動方向及び移動距離を直線近似して傾きＫを算出する。従って、複数の点Ｐの移動方向及び移動距離から直線近似によって流下する生コンクリートＣの傾きを算出するので、簡易な処理によって生コンクリートＣの傾きＫを算出することができる。

また、本実施形態に係る品質評価方法では、品質を判定する工程を複数回（例えばステップＳ３、ステップＳ５及びステップＳ６の３回）実行する。従って、生コンクリートＣの判定を効率よく行うと共に、生コンクリートＣの判定を高精度に行うことができる。すなわち、生コンクリートＣの品質評価を複数の工程に分けて行うことによって、不良の生コンクリートＣを一層確実に排除することができる。

また、品質を判定する工程では、傾斜面３ｂに沿って生コンクリートＣの流下を開始してから傾きＫが０になるまでの積分値が第１閾値ＴＨ１以上であるときに、生コンクリートＣの品質が良好でないと判定する。図６に例示されるように、硬い生コンクリートＣの場合、表面形状の傾きＫは、流下を開始してから大きくなると共に０になるまでの時間が長い傾向がある。

従って、硬い生コンクリートＣの場合には、流下を開始してから傾きＫが大きくなると共に０になるまでの時間が柔らかい生コンクリートＣと比較して長い。すなわち、柔らかい生コンクリートＣの場合には、流下開始からの傾きＫの上昇が小さいと共に０になるまでの時間が短い。従って、流下を開始してから傾きが０になるまでの傾きＫの時系列データの積分値が第１閾値ＴＨ１以上であるときに生コンクリートＣの品質が良好でないと判定することにより、硬い生コンクリートＣを確実に排除することができる。

また、流下する工程では、シュート３の傾斜面３ｂに沿って生コンクリートＣが流下し、品質を判定する工程では、生コンクリートＣがシュート３の先端部に到達してから一定時間経過するまでの傾きＫの平均値が第２閾値ＴＨ２以上であるときに、生コンクリートＣの品質が良好でないと判定する。生コンクリートＣのスランプ値が低くて生コンクリートＣが硬い場合、生コンクリートＣがシュート３の先端部に達してから一定時間経過するまでの間、柔らかい生コンクリートＣと比較して、傾きＫの平均値が高くなる傾向がある。

従って、生コンクリートＣがシュート３の先端部に到達してから一定時間経過するまでの傾きＫの平均値が第２閾値ＴＨ２以上である生コンクリートＣに対して品質が良好でないと判定することにより、スランプ値が低く硬い生コンクリートＣを確実に排除することができる。

また、品質を判定する工程では、傾きＫが第３閾値ＴＨ３以下となったときに生コンクリートＣの品質が良好でないと判定する。硬くてスランプ値が低い生コンクリートＣは、表面の凹凸が多いため、柔らかい生コンクリートＣと比較して流下時の傾きＫが不安定になる傾向がある。従って、傾きＫが第３閾値ＴＨ３以下である生コンクリートＣを良好でないと判定することにより、傾きＫが不安定で硬い生コンクリートＣの受け入れを更に確実に排除することができる。従って、生コンクリートＣの品質判定を更に高精度に行うことができる。

また、図５に示されるように、流下する工程では、傾斜面３ｂが凹状の湾曲面とされたシュート３の傾斜面３ｂに沿って生コンクリートＣが流下し、傾きＫを算出する工程では、生コンクリートＣが流下する流下方向Ｄ１に沿って延びる湾曲面の端辺３ａに平行な２辺、及び端辺３ａの流下方向Ｄ１の下端３ｃと湾曲面の底部３ｄとを結ぶ線分Ｌ１に平行な２辺からなる平行四辺形状のフレームＦ内における傾きＫを算出する。

すなわち、シュート３の湾曲面の端辺３ａ、及び端辺３ａの流下方向Ｄ１の下端３ｃと湾曲面の底部３ｄとを結ぶ線分Ｌ１、を基準とした平行四辺形状のフレームＦ内における傾きＫを算出する。従って、予め定められた領域内における生コンクリートＣの傾きＫを算出することができるので、傾きＫの算出、及び生コンクリートＣの品質判定をより容易に行うことができる。

以上、本発明に係る品質評価装置及び品質評価方法の実施形態について説明した。しかしながら、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、各請求項に記載した要旨を変更しない範囲において変形し、又は他のものに適用したものであってもよい。すなわち、品質評価装置の各部の機能、形状、大きさ、材料、数及び配置態様、並びに、品質評価方法の各工程の内容及び順序は、上記の要旨を変更しない範囲において適宜変更可能である。

例えば、前述の実施形態では、生コンクリートＣの流下を開始してから傾きＫが０になるまでの積分値が第１閾値ＴＨ１以上である生コンクリートＣ、生コンクリートＣがシュート３の先端部に到達してから一定時間経過するまでの傾きＫの平均値が第２閾値ＴＨ２以上である生コンクリートＣ、及び、傾きＫが第３閾値ＴＨ３以下となった生コンクリートＣ、に対し、硬い生コンクリートＣであって品質が良好でないと判定する例について説明した。

しかしながら、品質評価装置及び品質評価方法では、柔らかすぎる生コンクリートＣを品質が良好でないと判定してもよい。この場合、例えば、生コンクリートＣの流下を開始してから傾きＫが０になるまでの積分値が第４閾値以下、及び、生コンクリートＣがシュート３の先端部に到達してから一定時間経過するまでの傾きＫの平均値が第５閾値以下となった生コンクリートＣを柔らかすぎる生コンクリートＣとして排除することが可能となる。このように、生コンクリートＣの品質の良否判断として用いる生コンクリートＣの硬さ等の条件は適宜変更可能である。

更に、品質評価装置及び品質評価方法では、傾斜面３ｂに沿って流下を開始してから傾きＫが０になるまでの積分値が第１閾値Ｔ１以上であるか否か（例えばステップＳ３）、生コンクリートＣがシュート３の先端部に到達してから一定時間経過するまでの傾きＫの平均値が第２閾値ＴＨ２以上であるか否か（例えばステップＳ５）、及び傾きＫが第３閾値ＴＨ３以下となったか否か（例えばステップＳ６）、の全てではなく、少なくともいずれかのみを判定してもよい。

また、前述の実施形態では、フレームＦを含む生コンクリートＣの流下状況の画像、生コンクリートＣの表面形状の傾きＫ、及び生コンクリートＣの表面形状の傾きＫの時系列データＺを表示する表示部２１について例示した。しかしながら、表示部が表示するものは上記の例に限られず適宜変更可能である。

例えば、図９（ａ）及び図９（ｂ）に示されるように、表示部は、生コンクリートＣの表面形状、傾きと共に、生コンクリートＣの厚みを表示してもよい。なお、図９（ａ）はスランプ値が１１ｃｍの若干硬い生コンクリートＣの厚みの時系列グラフを示しており、図９（ｂ）はスランプ値が１９ｃｍの柔らかい生コンクリートＣの厚みの時系列グラフを示している。このように、生コンクリートＣの厚みの時系列グラフを表示する場合であっても、表面形状の傾きを表示できるため、生コンクリートＣの良否を判断することが可能である。

また、前述の実施形態では、三脚２ａの上に設置されたカメラ２からシュート３の内部の生コンクリートＣを撮影する例について説明した。しかしながら、カメラの位置及び配置態様は適宜変更可能である。更に、前述の実施形態では、幅方向Ｄ２の長さが生コンクリートＣの流路の上流側から下流側に向かうに従って徐々に狭くなっているシュート３について説明した。しかしながら、シュートの形状、大きさ及び配置態様は適宜変更可能である。

また、前述の実施形態では、表示部２１、警報出力部２２及び機器制御部２３を備える出力部２０について説明した。しかしながら、出力部の構成は、表示部２１、警報出力部２２及び機器制御部２３を備える例に限られず適宜変更可能である。例えば、表示部２１、警報出力部２２及び機器制御部２３の少なくともいずれかが省略された出力部であってもよい。

また、前述の実施形態では、アジテータ車Ａからシュート３を介して流下する生コンクリートＣの品質評価を行う例について説明した。しかしながら、品質評価装置及び品質評価方法が対象とする車は、アジテータ車Ａに限られず適宜変更可能である。例えば、品質評価装置及び品質評価方法では、アジテータ車Ａ以外の車（例えばミキサー車等）の生コンクリートの評価を行ってもよい。

１…品質評価装置、２…カメラ、２ａ…三脚、３…シュート、３ａ…端辺、３ｂ…傾斜面、３ｃ…下端、３ｄ…底部、１０…判断部、１１…表面認識部、１２…傾き算出部、１３…品質判定部、２０…出力部、２１…表示部、２２…警報出力部、２３…機器制御部、Ａ…アジテータ車（車）、Ａ１…ドラム、Ｂ…ポンプ車、Ｃ…生コンクリート、Ｄ１…流下方向、Ｄ２…幅方向、Ｆ…フレーム、Ｌ１…線分、Ｍ…面積、Ｐ…点、Ｘ…印部、Ｙ…矢印、Ｚ…時系列データ。

Claims (9)

1. 生コンクリートの品質評価装置であって、
   シュートの傾斜面に沿って斜め下方に流れる生コンクリートの動画を撮影するカメラと、
   前記カメラによって撮影された動画から前記生コンクリートの表面を認識する表面認識部と、
   前記表面認識部によって認識された前記生コンクリートの表面から前記生コンクリートの表面形状の傾きを算出する傾き算出部と、
   前記傾き算出部によって算出された前記生コンクリートの傾きから前記生コンクリートの品質を判定する品質判定部と、
   を備える品質評価装置。
2. 前記傾き算出部によって算出された前記生コンクリートの傾きを表示する表示部を備える、
   請求項１に記載の品質評価装置。
3. 生コンクリートの品質評価方法であって、
   シュートの傾斜面に沿って生コンクリートを流下する工程と、
   前記シュートの傾斜面に沿って斜め下方に流れる前記生コンクリートの動画を撮影する工程と、
   前記生コンクリートの動画から前記生コンクリートの表面を認識する工程と、
   前記生コンクリートの表面から前記生コンクリートの表面形状の傾きを算出する工程と、
   前記生コンクリートの傾きから前記生コンクリートの品質を判定する工程と、
   を備える品質評価方法。
4. 前記表面を認識する工程では、前記動画において動いている複数の点を認識し、
   前記傾きを算出する工程では、一定時間における前記複数の点の移動方向及び移動距離から前記傾きを算出する、
   請求項３に記載の品質評価方法。
5. 前記傾きを算出する工程では、一定時間における前記複数の点の移動方向及び移動距離を直線近似して前記傾きを算出する、
   請求項４に記載の品質評価方法。
6. 前記品質を判定する工程では、前記傾斜面に沿って生コンクリートの流下を開始してから前記傾きが０になるまでの積分値が第１閾値以上であるときに、前記生コンクリートの品質が良好でないと判定する、
   請求項３～５のいずれか一項に記載の品質評価方法。
7. 前記流下する工程では、シュートの前記傾斜面に沿って生コンクリートが流下し、
   前記品質を判定する工程では、前記生コンクリートが前記シュートの先端部に到達してから一定時間経過するまでの前記傾きの平均値が第２閾値以上であるときに、前記生コンクリートの品質が良好でないと判定する、
   請求項３～６のいずれか一項に記載の品質評価方法。
8. 前記品質を判定する工程では、前記傾きが第３閾値以下となったときに前記生コンクリートの品質が良好でないと判定する、
   請求項３～７のいずれか一項に記載の品質評価方法。
9. 前記流下する工程では、前記傾斜面が凹状の湾曲面とされたシュートの前記傾斜面に沿って生コンクリートが流下し、
   前記傾きを算出する工程では、前記生コンクリートが流下する方向に沿って延びる前記湾曲面の端辺に平行な２辺、及び前記端辺の前記流下する方向の先端と前記湾曲面の底部とを結ぶ線分に平行な２辺からなる平行四辺形状のフレーム内における傾きを算出する、
   請求項３～８のいずれか一項に記載の品質評価方法。

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