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JP7535874B2 - Information processing device, information processing program, and information processing method - Google Patents
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JP7535874B2 - Information processing device, information processing program, and information processing method - Google Patents

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Description

本発明は、情報処理装置、情報処理プログラム、および情報処理方法に関する。 The present invention relates to an information processing device, an information processing program, and an information processing method.

従来、廃棄物焼却施設において、特に、厨芥ごみやごみピット底部に位置し圧密されたごみ、汚泥などの水分量の多いごみは、発熱量が低い低質ごみであり、不安定燃焼の原因となっている。 Traditionally, in waste incineration facilities, garbage with a high moisture content, such as kitchen waste, compacted garbage located at the bottom of the garbage pit, and sludge, is low-quality garbage with a low calorific value, which causes unstable combustion.

ところで、近赤外線波長域の水の吸収スペクトルには、970nm付近、1190nm付近、1450nm付近、および1940nm付近にピークが表れる。 The absorption spectrum of water in the near-infrared wavelength range shows peaks around 970 nm, 1190 nm, 1450 nm, and 1940 nm.

特許文献1では、ごみピットを撮像して水の吸収帯の分光画像と水の非吸収帯の分光画像を取得し、各分光画像の輝度値ヒストグラムの歪度の差分等を水分指標とし、ごみ表層の水分量を特定する方法が提案されている。 Patent Document 1 proposes a method of imaging a garbage pit to obtain a spectral image of the water absorption band and a spectral image of the water non-absorption band, and determining the moisture content of the surface layer of the garbage by using the difference in the skewness of the brightness value histograms of each spectral image as a moisture index.

特開2019-158256号公報JP 2019-158256 A

しかしながら、分光画像を用いる方法では、光量を考慮すると、赤外線カメラおよび赤外線照射装置が必要である。 However, when using spectroscopic images, an infrared camera and an infrared irradiation device are required, taking into account the amount of light.

また、分光画像を用いる方法では、固定カメラで撮像するため、ごみピット内に崖や凹凸(すなわち光が当たらない部分)ができたり、画像中にクレーン等のごみ以外のものが写ったりした場合、その部分が死角となり、正確な水分量を測定できないことがある。 In addition, when using spectroscopic images, images are taken with a fixed camera, so if there are cliffs or unevenness (i.e. areas where light does not reach) in the garbage pit, or if an object other than garbage, such as a crane, appears in the image, that area becomes a blind spot and the moisture content cannot be measured accurately.

本発明は、以上のような点を考慮してなされたものである。本発明の目的は、分光画像を用いる方法が有する上記課題の少なくとも1つを解決できる技術を提供することにある。 The present invention has been made in consideration of the above points. The object of the present invention is to provide a technology that can solve at least one of the above problems associated with methods that use spectroscopic images.

本発明の第1の態様に係る情報処理装置は、
ごみピット内に貯留されたごみの表面に赤外線レーザーを照射してごみの表面の反射強度を計測するレーザー式レベルセンサから計測データを取得するデータ取得部と、
前記データ取得部により過去に取得されたごみの表面の計測データと、当該ごみの特性を示す値またはごみの質を分類したラベルとの関係性を機械学習している学習済みモデルを用いて、前記データ取得部により新たに取得されたごみの表面の計測データを入力として、当該ごみの特性を示す値またはごみの質を分類したラベルを推定して出力する推定部と、
を備える。
An information processing device according to a first aspect of the present invention includes:
a data acquisition unit that acquires measurement data from a laser level sensor that irradiates an infrared laser onto the surface of the waste stored in the waste pit and measures the reflection intensity of the surface of the waste;
an estimation unit that uses a trained model that has learned by machine learning the relationship between the measurement data of the surface of the garbage previously acquired by the data acquisition unit and the value indicating the characteristic of the garbage or the label classifying the quality of the garbage, and estimates and outputs the value indicating the characteristic of the garbage or the label classifying the quality of the garbage, using the measurement data of the surface of the garbage newly acquired by the data acquisition unit as input;
Equipped with.

このような態様によれば、自らが光源となって照射した赤外線レーザーを直接する計測するレーザー式レベルセンサを利用するため、赤外線カメラおよび赤外線照射装置をそれぞれ用意する必要がなく、経済的である。また、赤外線照射装置が光源となって赤外線が照射される場合、ごみピット内に貯留されたごみの表面に凹凸があると光源とは逆側に影ができて死角となり、正確な水分量を測定できないことになり、影ができないようにするためにはカメラの周囲に複数の赤外線照射装置を設置する必要があるのに対し、このような態様によれば、自らが光源となって照射した赤外線レーザーを直接する計測するレーザー式レベルセンサを利用するため、光源とは逆側にできる影によって死角となることがなく、ごみの特性を示す値またはごみの質を分類したラベルをより正確に推定できる。 According to this embodiment, a laser-type level sensor that directly measures the infrared laser emitted by itself as a light source is used, which is economical because there is no need to prepare an infrared camera and an infrared irradiation device separately. Also, when an infrared irradiation device serves as a light source and irradiates infrared rays, if there are irregularities on the surface of the garbage stored in the garbage pit, a shadow will be cast on the side opposite the light source, creating a blind spot, making it impossible to measure the moisture content accurately, and in order to prevent the shadow from being cast, it is necessary to install multiple infrared irradiation devices around the camera. However, according to this embodiment, a laser-type level sensor that directly measures the infrared laser emitted by itself as a light source is used, so there is no blind spot caused by a shadow on the side opposite the light source, and the value indicating the characteristics of the garbage or the label classifying the quality of the garbage can be more accurately estimated.

本発明の第2の態様に係る情報処理装置は、第1の態様に係る情報処理装置であって、
前記レーザー式レベルセンサは、ごみピット内に貯留されたごみの表面に赤外線レーザーを照射してごみの表面の反射強度および高さを計測する。
An information processing device according to a second aspect of the present invention is the information processing device according to the first aspect,
The laser level sensor irradiates an infrared laser onto the surface of the garbage stored in the garbage pit and measures the reflection intensity and height of the garbage surface.

このような態様によれば、ごみの表面の反射強度および高さの両方をレーザー式レベルセンサにより同時に計測でき、ごみの表面の高さを計測するために高さ計測装置を別途設置する必要がないため、経済的である。また、ごみの表面の反射強度および高さの両方を入力として、学習済みモデルを用いて、ごみの特性を示す値またはごみの質を分類したラベルを推定することで、より正確な推定が可能である。 According to this embodiment, both the reflection intensity and height of the garbage surface can be measured simultaneously using a laser level sensor, and there is no need to install a separate height measuring device to measure the height of the garbage surface, which is economical. In addition, by using both the reflection intensity and height of the garbage surface as input and using a trained model to estimate a value indicating the characteristics of the garbage or a label classifying the quality of the garbage, more accurate estimation is possible.

本発明の第3の態様に係る情報処理装置は、第1または2の態様に係る情報処理装置であって、
前記推定部は、前記データ取得部により取得されたごみの表面の計測データを複数のブロックに分割し、分割された計測データを前記学習済みモデルに入力し、当該ごみの特性を示す値またはごみの質を分類したラベルをブロック単位で推定して出力する。
An information processing device according to a third aspect of the present invention is the information processing device according to the first or second aspect,
The estimation unit divides the measurement data of the surface of the garbage acquired by the data acquisition unit into multiple blocks, inputs the divided measurement data into the trained model, and estimates and outputs values indicating the characteristics of the garbage or labels classifying the quality of the garbage on a block-by-block basis.

本発明の第4の態様に係る情報処理装置は、第1~3のいずれかの態様に係る情報処理装置であって、
前記推定部により推定されたごみの特性を示す値またはごみの質を分類するラベルに基づいて、前記ごみの攪拌または搬送を行うクレーンを制御するクレーン制御装置へ操作指示を送信する、または前記ごみの燃焼を制御する燃焼制御装置へ操作指示を送信する指示部、
をさらに備える。
An information processing device according to a fourth aspect of the present invention is an information processing device according to any one of the first to third aspects,
an instruction unit that transmits an operation instruction to a crane control device that controls a crane that mixes or transports the waste, or transmits an operation instruction to a combustion control device that controls the combustion of the waste, based on a value indicating the characteristics of the waste or a label that classifies the quality of the waste estimated by the estimation unit;
It further comprises:

本発明の第5の態様に係る情報処理装置は、第1~4のいずれかの態様に係る情報処理装置であって、
前記レーザー式レベルセンサは、クレーンガーダーに設置されている。
An information processing device according to a fifth aspect of the present invention is an information processing device according to any one of the first to fourth aspects,
The laser level sensor is installed on the crane girder.

このような態様によれば、センサの下方を2次元的に測定する2Dタイプのレーザー式レベルセンサであっても、クレーンの走行に合わせて都度計測を行うことで、ごみピット内の領域全体の計測が可能である。 According to this aspect, even if a 2D type laser level sensor is used that measures the area below the sensor in two dimensions, it is possible to measure the entire area within the garbage pit by taking measurements each time the crane moves.

本発明の第6の態様に係る情報処理装置は、第1~5のいずれかの態様に係る情報処理装置であって、
前記ごみの特性は、重量、密度、水分量、発熱量のうちの少なくとも1つである。
An information processing device according to a sixth aspect of the present invention is an information processing device according to any one of the first to fifth aspects,
The waste characteristic is at least one of weight, density, moisture content, and heating value.

本発明の第7の態様に係る情報処理装置は、第1~6のいずれかの態様に係る情報処理装置であって、
前記機械学習のアルゴリズムは、最尤分類法、ボルツマンマシン、ニューラルネットワーク、サポートベクターマシン、ベイジアンネットワーク、スパース回帰、決定木、ランダムフォレストを用いた統計的推定、強化学習、ディープラーニングのうちの少なくとも1つである。
An information processing device according to a seventh aspect of the present invention is an information processing device according to any one of the first to sixth aspects,
The machine learning algorithm is at least one of maximum likelihood classification, Boltzmann machines, neural networks, support vector machines, Bayesian networks, sparse regression, decision trees, statistical inference using random forests, reinforcement learning, and deep learning.

本発明の第8の態様に係るごみ処理プラントは、
ごみピット内に貯留されたごみの表面に赤外線レーザーを照射してごみの表面の反射強度を計測するレーザー式レベルセンサと、
第1~7のいずれかの態様に係る情報処理装置と、
を備える。
A waste treatment plant according to an eighth aspect of the present invention comprises:
A laser level sensor that irradiates an infrared laser onto the surface of the garbage stored in the garbage pit and measures the reflection intensity of the surface of the garbage;
An information processing device according to any one of the first to seventh aspects;
Equipped with.

本発明の第9の態様に係る情報処理プログラムは、
コンピュータを、
ごみピット内に貯留されたごみの表面に赤外線レーザーを照射してごみの表面の反射強度を計測するレーザー式レベルセンサから計測データを取得するデータ取得部と、
前記データ取得部により過去に取得されたごみの表面の計測データと、当該ごみの特性を示す値またはごみの質を分類したラベルとの関係性を機械学習している学習済みモデルを用いて、前記データ取得部により新たに取得されたごみの表面の計測データを入力として、当該ごみの特性を示す値またはごみの質を分類したラベルを推定して出力する推定部と、
として機能させる。
An information processing program according to a ninth aspect of the present invention,
Computer,
a data acquisition unit that acquires measurement data from a laser level sensor that irradiates an infrared laser onto the surface of the waste stored in the waste pit and measures the reflection intensity of the surface of the waste;
an estimation unit that uses a trained model that has learned by machine learning the relationship between the measurement data of the surface of the garbage previously acquired by the data acquisition unit and the value indicating the characteristic of the garbage or the label classifying the quality of the garbage, and estimates and outputs the value indicating the characteristic of the garbage or the label classifying the quality of the garbage, using the measurement data of the surface of the garbage newly acquired by the data acquisition unit as input;
Function as.

本発明の第10の態様に係る情報処理方法は、
コンピュータが実行する情報処理方法であって、
ごみピット内に貯留されたごみの表面に赤外線レーザーを照射してごみの表面の反射強度を計測するレーザー式レベルセンサから計測データを取得するステップと、
前記レーザー式レベルセンサから過去に取得されたごみの表面の計測データと、当該ごみの特性を示す値またはごみの質を分類したラベルとの関係性を機械学習している学習済みモデルを用いて、前記レーザー式レベルセンサから新たに取得されたごみの表面の計測データを入力として、当該ごみの特性を示す値またはごみの質を分類したラベルを推定して出力するステップと、
を含む。
An information processing method according to a tenth aspect of the present invention comprises:
1. A computer-implemented information processing method, comprising:
A step of acquiring measurement data from a laser level sensor that irradiates an infrared laser onto the surface of the waste stored in the waste pit and measures the reflection intensity of the surface of the waste;
using a trained model that has learned by machine learning the relationship between measurement data of the surface of the garbage previously acquired from the laser level sensor and a value indicating a characteristic of the garbage or a label classifying the quality of the garbage, using newly acquired measurement data of the surface of the garbage from the laser level sensor as input, to estimate and output a value indicating a characteristic of the garbage or a label classifying the quality of the garbage;
Includes.

本発明の第11の態様に係る情報処理装置は、
ごみピット内に貯留されたごみの表面に赤外線レーザーを照射してごみの表面の反射強度を計測するレーザー式レベルセンサにより計測されたごみの表面の計測データに、当該ごみの特性を示す値またはごみの質を分類したラベルを正解として関係づけて教師データを生成する教師データ生成部
を備える。
An information processing device according to an eleventh aspect of the present invention includes:
The system is equipped with a teacher data generation unit that generates teacher data by associating measurement data of the surface of the garbage measured by a laser level sensor that irradiates an infrared laser onto the surface of the garbage stored in the garbage pit and measures the reflection intensity of the surface of the garbage with values indicating the characteristics of the garbage or labels classifying the quality of the garbage as correct answers.

本発明の第12の態様に係る情報処理装置は、第11の態様に係る情報処理装置であって、
前記教師データ生成部により生成された教師データを機械学習することにより学習済みモデルを構築するモデル構築部
をさらに備える。
An information processing device according to a twelfth aspect of the present invention is the information processing device according to the eleventh aspect,
The apparatus further includes a model construction unit that constructs a trained model by machine learning the training data generated by the training data generation unit.

本発明の第13の態様に係る情報処理装置は、
投入ホッパに投入されたごみの表面に赤外線レーザーを照射してごみの表面の反射強度を計測するレーザー式レベルセンサから計測データを取得するデータ取得部と、
前記データ取得部により過去に取得されたごみの表面の計測データと、当該ごみの特性を示す値またはごみの質を分類したラベルとの関係性を機械学習している学習済みモデルを用いて、前記データ取得部により新たに取得されたごみの表面の計測データを入力として、当該ごみの特性を示す値またはごみの質を分類したラベルを推定して出力する推定部と、
を備える。
An information processing device according to a thirteenth aspect of the present invention comprises:
a data acquisition unit that acquires measurement data from a laser level sensor that irradiates an infrared laser onto the surface of the waste placed in the waste hopper and measures the reflection intensity of the surface of the waste;
an estimation unit that uses a trained model that has learned by machine learning the relationship between the measurement data of the surface of the garbage previously acquired by the data acquisition unit and the value indicating the characteristic of the garbage or the label classifying the quality of the garbage, and estimates and outputs the value indicating the characteristic of the garbage or the label classifying the quality of the garbage, using the measurement data of the surface of the garbage newly acquired by the data acquisition unit as input;
Equipped with.

このような態様によれば、自らが光源となって照射した赤外線レーザーを直接する計測するレーザー式レベルセンサを利用するため、赤外線カメラおよび赤外線照射装置をそれぞれ用意する必要がなく、経済的である。また、赤外線照射装置が光源となって赤外線が照射される場合、投入ホッパに投入されたごみの表面に凹凸があると光源とは逆側に影ができて死角となり、正確な水分量を測定できないことになり、影ができないようにするためにはカメラの周囲に複数の赤外線照射装置を設置する必要があるのに対し、このような態様によれば、自らが光源となって照射した赤外線レーザーを直接する計測するレーザー式レベルセンサを利用するため、光源とは逆側にできる影によって死角となることがなく、ごみの特性を示す値またはごみの質を分類したラベルをより正確に推定できる。 According to this embodiment, a laser-type level sensor that directly measures the infrared laser emitted by itself as a light source is used, which is economical because there is no need to prepare an infrared camera and an infrared irradiation device separately. Also, when an infrared irradiation device serves as a light source and irradiates infrared rays, if there are irregularities on the surface of the garbage put into the input hopper, a shadow will be cast on the opposite side to the light source, creating a blind spot, making it impossible to measure the moisture content accurately, and in order to prevent the shadows from being cast, it is necessary to install multiple infrared irradiation devices around the camera. However, according to this embodiment, a laser-type level sensor that directly measures the infrared laser emitted by itself as a light source is used, so there is no blind spot caused by a shadow on the opposite side to the light source, and the value indicating the characteristics of the garbage or the label classifying the quality of the garbage can be more accurately estimated.

本発明の第14の態様に係る情報処理装置は、
投入扉近傍に設置され、ごみ搬入車両、例えばパッカー車から搬出されたごみの表面に赤外線レーザーを照射してごみの表面の反射強度を計測するレーザー式レベルセンサから計測データを取得するデータ取得部と、
前記データ取得部により過去に取得されたごみの表面の計測データと、当該ごみの特性を示す値またはごみの質を分類したラベルとの関係性を機械学習している学習済みモデルを用いて、前記データ取得部により新たに取得されたごみの表面の計測データを入力として、当該ごみの特性を示す値またはごみの質を分類したラベルを推定して出力する推定部と、
を備える。
An information processing device according to a fourteenth aspect of the present invention comprises:
A data acquisition unit is installed near the input door and acquires measurement data from a laser level sensor that irradiates an infrared laser onto the surface of the waste discharged from a waste delivery vehicle, such as a compactor truck, and measures the reflection intensity of the surface of the waste.
an estimation unit that uses a trained model that has learned by machine learning the relationship between the measurement data of the surface of the garbage previously acquired by the data acquisition unit and the value indicating the characteristic of the garbage or the label classifying the quality of the garbage, and estimates and outputs the value indicating the characteristic of the garbage or the label classifying the quality of the garbage, using the measurement data of the surface of the garbage newly acquired by the data acquisition unit as input;
Equipped with.

このような態様によれば、自らが光源となって照射した赤外線レーザーを直接する計測するレーザー式レベルセンサを利用するため、赤外線カメラおよび赤外線照射装置をそれぞれ用意する必要がなく、経済的である。また、赤外線照射装置が光源となって赤外線が照射される場合、ごみ搬入車両(たとえばパッカー車)から搬出されたごみの表面に凹凸があると光源とは逆側に影ができて死角となり、正確な水分量を測定できないことになり、影ができないようにするためにはカメラの周囲に複数の赤外線照射装置を設置する必要があるのに対し、このような態様によれば、自らが光源となって照射した赤外線レーザーを直接する計測するレーザー式レベルセンサを利用するため、光源とは逆側にできる影によって死角となることがなく、ごみの特性を示す値またはごみの質を分類したラベルをより正確に推定できる。 According to this embodiment, a laser-type level sensor that directly measures the infrared laser emitted by itself as a light source is used, which is economical because there is no need to prepare an infrared camera and an infrared irradiation device separately. Also, when an infrared irradiation device serves as a light source and irradiates infrared rays, if there are irregularities on the surface of the garbage removed from the garbage delivery vehicle (e.g., a compactor truck), a shadow will be cast on the side opposite the light source, creating a blind spot, making it impossible to accurately measure the moisture content, and in order to prevent the shadow from being cast, multiple infrared irradiation devices must be installed around the camera. However, according to this embodiment, a laser-type level sensor that directly measures the infrared laser emitted by itself as a light source is used, so there is no blind spot caused by a shadow cast on the side opposite the light source, and the value indicating the characteristics of the garbage or the label classifying the quality of the garbage can be more accurately estimated.

本発明の第15の態様に係る情報処理装置は、
灰ピット内に貯留された焼却灰の表面に赤外線レーザーを照射して焼却灰の表面の反射強度を計測するレーザー式レベルセンサから計測データを取得するデータ取得部と、
前記データ取得部により過去に取得された焼却灰の表面の計測データと、当該焼却灰の特性を示す値または焼却灰の質を分類したラベルとの関係性を機械学習している学習済みモデルを用いて、前記データ取得部により新たに取得された焼却灰の表面の計測データを入力として、当該焼却灰の特性を示す値または灰の質を分類したラベルを推定して出力する推定部と、
を備える。
An information processing device according to a fifteenth aspect of the present invention comprises:
A data acquisition unit that acquires measurement data from a laser level sensor that irradiates an infrared laser onto the surface of the incineration ash stored in the ash pit and measures the reflection intensity of the surface of the incineration ash;
An estimation unit that uses a trained model that has machine-learned the relationship between the measurement data of the surface of the incineration ash previously acquired by the data acquisition unit and the value indicating the characteristics of the incineration ash or the label classifying the quality of the incineration ash, and estimates and outputs the value indicating the characteristics of the incineration ash or the label classifying the quality of the ash, using the measurement data of the surface of the incineration ash newly acquired by the data acquisition unit as input;
Equipped with.

このような態様によれば、自らが光源となって照射した赤外線レーザーを直接する計測するレーザー式レベルセンサを利用するため、赤外線カメラおよび赤外線照射装置をそれぞれ用意する必要がなく、経済的である。また、赤外線照射装置が光源となって赤外線が照射される場合、灰ピット内に貯留された焼却灰の表面に凹凸があると光源とは逆側に影ができて死角となり、正確な水分量を測定できないことになり、影ができないようにするためにはカメラの周囲に複数の赤外線照射装置を設置する必要があるのに対し、このような態様によれば、自らが光源となって照射した赤外線レーザーを直接する計測するレーザー式レベルセンサを利用するため、光源とは逆側にできる影によって死角となることがなく、焼却灰の特性を示す値または焼却灰の質を分類したラベルをより正確に推定できる。 According to this embodiment, a laser-type level sensor that directly measures the infrared laser emitted by itself as a light source is used, which is economical because there is no need to prepare an infrared camera and an infrared irradiation device separately. Also, when an infrared irradiation device serves as a light source and irradiates infrared rays, if there are irregularities on the surface of the incineration ash stored in the ash pit, a shadow will be cast on the opposite side of the light source, creating a blind spot, making it impossible to measure the moisture content accurately. In order to prevent shadows, however, multiple infrared irradiation devices must be installed around the camera. According to this embodiment, a laser-type level sensor that directly measures the infrared laser emitted by itself as a light source is used, so there is no blind spot caused by a shadow on the opposite side of the light source, and the value indicating the characteristics of the incineration ash or the label classifying the quality of the incineration ash can be more accurately estimated.

本発明によれば、分光画像を用いる方法が有する上記課題の少なくとも1つを解決できる。 The present invention can solve at least one of the above problems associated with methods that use spectroscopic images.

図1は、一実施の形態に係るごみ焼却プラントの構成を示す概略図である。FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of a waste incineration plant according to one embodiment. 図2は、一実施の形態に係る情報処理装置の構成を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of an information processing device according to an embodiment. 図3は、一実施の形態に係る情報処理装置による情報処理方法の一例を示すフローチャートである。FIG. 3 is a flowchart showing an example of an information processing method performed by the information processing device according to an embodiment. 図4は、推定部の動作の一例を説明するための図である。FIG. 4 is a diagram for explaining an example of the operation of the estimation unit. 図5は、一実施の形態の第1変形例に係るごみ焼却プラントの構成を示す概略図である。FIG. 5 is a schematic diagram showing the configuration of a waste incineration plant according to a first modified example of an embodiment. 図6は、一実施の形態の第2変形例に係るごみ焼却プラントの構成を示す概略図である。FIG. 6 is a schematic diagram showing the configuration of a waste incineration plant according to a second modified example of an embodiment. 図7は、一実施の形態の第3変形例に係るごみ焼却プラントの構成を示す概略図である。FIG. 7 is a schematic diagram showing the configuration of a waste incineration plant according to a third modified example of an embodiment.

以下に、添付の図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。なお、以下の説明および以下の説明で用いる図面では、同一に構成され得る部分について、同一の符号を用いるとともに、重複する説明を省略する。 Below, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings. Note that in the following description and in the drawings used in the following description, the same reference numerals will be used for parts that can be configured identically, and duplicate descriptions will be omitted.

図1は、一実施の形態に係るごみ焼却プラント100の構成を示す概略図である。 Figure 1 is a schematic diagram showing the configuration of a waste incineration plant 100 according to one embodiment.

図1に示すように、ごみ焼却プラント100は、廃棄物であるごみを積載するごみ搬入車両(たとえばパッカー車)22が停車するプラットホーム21と、プラットホーム21から投入されるごみが貯留されるごみピット3と、ごみピット3内に貯留されるごみを攪拌および搬送するクレーン5と、クレーン5により搬送されるごみが投入される投入ホッパ4と、投入ホッパ4から投入されたごみを焼却する焼却炉1と、焼却炉1内で生じる排ガスから排熱を回収する排熱ボイラ2と、焼却灰が貯留される灰ピット7とを備えている。焼却炉1の種類は、図1に示すようなストーカ炉に限られるものではなく、流動炉(流動床炉ともいう)も含まれる。また、ごみピット3の構造は、図1に示すような1段ピットに限られるものであなく、2段ピットも含まれる。また、ごみ焼却プラント100には、クレーン5の動作を制御するクレーン制御装置50と、焼却炉1内での廃棄物の燃焼を制御する燃焼制御装置20とが設けられている。 As shown in FIG. 1, the waste incineration plant 100 includes a platform 21 on which a waste delivery vehicle (e.g., a packer truck) 22 carrying waste is parked, a waste pit 3 in which waste input from the platform 21 is stored, a crane 5 for stirring and transporting the waste stored in the waste pit 3, a feed hopper 4 into which the waste transported by the crane 5 is input, an incinerator 1 for incinerating the waste input from the feed hopper 4, a waste heat boiler 2 for recovering exhaust heat from the exhaust gas generated in the incinerator 1, and an ash pit 7 in which incineration ash is stored. The type of incinerator 1 is not limited to a stoker furnace as shown in FIG. 1, but also includes a fluidized furnace (also called a fluidized bed furnace). The structure of the waste pit 3 is not limited to a one-stage pit as shown in FIG. 1, but also includes a two-stage pit. The waste incineration plant 100 is also provided with a crane control device 50 that controls the operation of the crane 5, and a combustion control device 20 that controls the combustion of waste in the incinerator 1.

ごみ搬入車両(たとえばパッカー車)22に積載された状態で搬入されるごみは、投入扉近傍のプラットホーム21からごみピット3内へと投入され、ごみピット3内にて貯留される。ごみピット3内に貯留されるごみは、クレーン5によって攪拌されるとともに、クレーン5によって投入ホッパ4へと搬送され、投入ホッパ4を介して焼却炉1内部へと投入され、焼却炉1内部にて焼却されて処理される。 Waste brought in loaded on a waste delivery vehicle (e.g., a compactor truck) 22 is dumped into the waste pit 3 from a platform 21 near the dump door, and stored in the waste pit 3. The waste stored in the waste pit 3 is stirred by a crane 5 and transported to the dump hopper 4 by the crane 5, dumped into the incinerator 1 via the dump hopper 4, and incinerated and disposed of in the incinerator 1.

図1に示すように、ごみ焼却プラント100には、ごみピット3内に貯留されたごみの表面に赤外線レーザーを照射して計測を行うレーザー式レベルセンサ6と、当該ごみの特性を示す値またはごみの質を分類したラベルを推定する情報処理装置10とが設けられている。 As shown in FIG. 1, the waste incineration plant 100 is equipped with a laser level sensor 6 that measures the surface of the waste stored in the waste pit 3 by irradiating it with an infrared laser, and an information processing device 10 that estimates values indicating the characteristics of the waste or labels that classify the quality of the waste.

レーザー式レベルセンサ6は、ごみピット3の上方に設置されており、ごみピット3内に貯留されたごみの表面に赤外線レーザーを照射してごみの表面の反射強度を計測する。レーザー式レベルセンサ6は、ごみピット3内に貯留されたごみの表面に赤外線レーザーを照射してごみの表面の反射強度および高さ(レベル)を同時に計測してもよい。なお、本明細書において、赤外線レーザーとは、中心波長が近赤外線波長域(700~2000nm)にあるレーザー光をいう。レーザー式レベルセンサ6は、照射する赤外線レーザーの中心波長が、近赤外線波長域の水の吸収スペクトルにおいてピークが表れる970nm付近、1190nm付近、1450nm付近または1940nm付近であるものが好ましい。レーザー式レベルセンサ6は、複数個設置されてもよい。 The laser level sensor 6 is installed above the garbage pit 3, and measures the reflection intensity of the garbage surface by irradiating an infrared laser onto the surface of the garbage stored in the garbage pit 3. The laser level sensor 6 may also measure the reflection intensity and height (level) of the garbage surface simultaneously by irradiating an infrared laser onto the surface of the garbage stored in the garbage pit 3. In this specification, the infrared laser refers to laser light whose central wavelength is in the near-infrared wavelength range (700 to 2000 nm). The laser level sensor 6 is preferably one in which the central wavelength of the infrared laser it irradiates is around 970 nm, around 1190 nm, around 1450 nm, or around 1940 nm, where a peak appears in the absorption spectrum of water in the near-infrared wavelength range. Multiple laser level sensors 6 may be installed.

レーザー式レベルセンサ6としては、LIDAR(Light Detection And Ranging)タイプのセンサが用いられてもよい。レーザー式レベルセンサ6は、センサの下方を2次元的に測定する2Dタイプであってもよいし、センサの下方を3次元的に測定する3Dタイプであってもよい。 A LIDAR (Light Detection and Ranging) type sensor may be used as the laser level sensor 6. The laser level sensor 6 may be a 2D type that measures the area below the sensor in two dimensions, or a 3D type that measures the area below the sensor in three dimensions.

レーザー式レベルセンサ6は、図示された例ではクレーンガーダー(クレーン5を吊り下げて移動する構造体)に設置されているが、これに限定されるものではなく、ごみピット3の天井や側壁上部に設定されもよい。レーザー式レベルセンサ6がクレーンガーダー上に設置されている場合には、クレーン5の走行に合わせてごみピット3内に貯留されたごみの表面を都度計測することが可能である。 In the illustrated example, the laser level sensor 6 is installed on the crane girder (the structure that suspends the crane 5 and moves it), but this is not limited to this and it may be set on the ceiling or upper part of the side wall of the garbage pit 3. When the laser level sensor 6 is installed on the crane girder, it is possible to measure the surface of the garbage stored in the garbage pit 3 each time the crane 5 moves.

次に、ごみピット3内のごみの特性を示す値またはごみの質を分類したラベルを推定する情報処理装置10の構成について説明する。図2は、情報処理装置10の構成を示すブロック図である。情報処理装置10は、1つまたは複数のコンピュータによって構成されている。 Next, we will explain the configuration of the information processing device 10 that estimates values indicating the characteristics of the garbage in the garbage pit 3 or labels that classify the quality of the garbage. Figure 2 is a block diagram showing the configuration of the information processing device 10. The information processing device 10 is composed of one or more computers.

図2に示すように、情報処理装置10は、通信部11と、制御部12と、記憶部13とを有している。各部は、バスを介して互いに通信可能に接続されている。 As shown in FIG. 2, the information processing device 10 has a communication unit 11, a control unit 12, and a storage unit 13. Each unit is connected to each other via a bus so that they can communicate with each other.

このうち通信部11は、レーザー式レベルセンサ6、クレーン制御装置50および燃焼制御装置20の各装置と情報処理装置10との間の通信インターフェースである。通信部11は、レーザー式レベルセンサ6、クレーン制御装置50および燃焼制御装置20の各装置と情報処理装置10との間で情報を送受信する。 Of these, the communication unit 11 is a communication interface between the information processing device 10 and each of the devices, the laser level sensor 6, the crane control device 50, and the combustion control device 20. The communication unit 11 transmits and receives information between the information processing device 10 and each of the devices, the laser level sensor 6, the crane control device 50, and the combustion control device 20.

記憶部13は、たとえばハードディスクやフラッシュメモリ等の不揮発性データストレージである。記憶部13には、制御部12が取り扱う各種データが記憶される。また、記憶部13には、後述する教師データ生成部12dにより生成された教師データ13bと、モデル構築部12eにより構築された学習済みモデル13aと、データ取得部12aにより取得された計測データ13cとが記憶される。 The storage unit 13 is a non-volatile data storage such as a hard disk or a flash memory. The storage unit 13 stores various data handled by the control unit 12. The storage unit 13 also stores teacher data 13b generated by a teacher data generation unit 12d (described later), a trained model 13a constructed by a model construction unit 12e, and measurement data 13c acquired by a data acquisition unit 12a.

制御部12は、情報処理装置10の各種処理を行う制御手段である。図2に示すように、制御部12は、データ取得部12aと、推定部12bと、指示部12cと、教師データ生成部12dと、モデル構築部12eとを有している。これらの各部は、情報処理装置10内のプロセッサが所定のプログラムを実行することにより実現されてもよいし、ハードウェアで実装されてもよい。 The control unit 12 is a control means that performs various processes of the information processing device 10. As shown in FIG. 2, the control unit 12 has a data acquisition unit 12a, an estimation unit 12b, an instruction unit 12c, a teacher data generation unit 12d, and a model construction unit 12e. Each of these units may be realized by a processor in the information processing device 10 executing a predetermined program, or may be implemented in hardware.

データ取得部12aは、レーザー式レベルセンサ6により計測されたごみの表面の反射強度(または反射強度および高さ)を計測データ13cとして取得する。取得された計測データ13cは、記憶部13に記憶される。 The data acquisition unit 12a acquires the reflection intensity (or reflection intensity and height) of the surface of the garbage measured by the laser level sensor 6 as measurement data 13c. The acquired measurement data 13c is stored in the memory unit 13.

教師データ生成部12dは、レーザー式レベルセンサ6により計測されたごみの表面の計測データ13c(1つの領域に含まれる複数点の計測データ)に、当該領域でのごみの特性を示す値(1つの値)またはごみの質を分類したラベル(1つのラベル)を正解として関係づけて教師データ13bを生成する。生成された教師データ13bは、記憶部13に記憶される。 The teacher data generating unit 12d generates teacher data 13b by associating the measurement data 13c (measurement data of multiple points included in one area) of the surface of the garbage measured by the laser level sensor 6 with a value (one value) indicating the characteristics of the garbage in that area or a label (one label) classifying the quality of the garbage as the correct answer. The generated teacher data 13b is stored in the memory unit 13.

ここで、ごみの特性とは、たとえば、ごみの重量、密度、水分量、発熱量のうちの少なくとも1つであってもよい。ごみの特性を示す値のうち、たとえば、重量および密度は、レーザー式レベルセンサ6によって計測されたごみを投入ホッパ4へ投入した際のごみ焼却プラント100の運転履歴に基づいて特定され得る。水分量および発熱量は、レーザー式レベルセンサ6によって計測されたごみを投入ホッパ4へ投入してから燃焼状態に影響が出るタイムラグを考慮した時刻におけるごみ焼却プラント100の運転履歴に基づいて特定され得る。投入ホッパ4へ投入してから燃焼状態に影響が出るまでのタイムラグは、実験またはシミュレーション、運転員の経験値に基づいて適宜決定されてもよい。 Here, the characteristics of the waste may be, for example, at least one of the weight, density, moisture content, and heat value of the waste. Among the values indicating the characteristics of the waste, for example, the weight and density can be determined based on the operation history of the waste incineration plant 100 when the waste measured by the laser level sensor 6 was fed into the feed hopper 4. The moisture content and heat value can be determined based on the operation history of the waste incineration plant 100 at a time taking into consideration the time lag between the time the waste measured by the laser level sensor 6 is fed into the feed hopper 4 and the time it affects the combustion state. The time lag between the time the waste is fed into the feed hopper 4 and the time it affects the combustion state may be appropriately determined based on experiments, simulations, and the operator's experience.

ごみの質を分類したラベルとは、たとえば、普通ごみ、高質ごみ(すなわち高カロリーごみ)、低質ごみ(すなわち低カロリーごみ)の3段階に分類したラベルであってもよいし、2段階、または4段階以上に分類したラベルであってもよい。ごみの質を分類したラベルは、レーザー式レベルセンサ6による計測が行われた時刻と同じ時刻に撮像されたごみの表面の撮像画像を運転員が目視で確認して経験則に基づいて特定され得る。 The label classifying the quality of the waste may be, for example, a label classifying the waste into three levels, namely, normal waste, high-quality waste (i.e., high-calorie waste), and low-quality waste (i.e., low-calorie waste), or a label classifying the waste into two levels, or four or more levels. The label classifying the quality of the waste may be identified by the operator based on empirical rules by visually checking an image of the surface of the waste captured at the same time as the measurement by the laser level sensor 6.

教師データ生成部12dは、ごみピット3内に貯留されたごみの表面を複数のブロックに分割し、ブロック単位の計測データ13c(ブロックに含まれる複数点の計測データ)に、当該ブロックのごみの特性を示す値(1つの値)またはごみの質を分類したラベル(1つのラベル)を正解として関係づけて、ブロック単位の教師データ13bを生成してもよい。 The teacher data generating unit 12d may divide the surface of the garbage stored in the garbage pit 3 into multiple blocks, and generate teacher data 13b for each block by associating the block-based measurement data 13c (measurement data for multiple points contained in the block) with a value (one value) indicating the characteristics of the garbage in that block or a label (one label) classifying the quality of the garbage as the correct answer.

モデル構築部12eは、教師データ生成部に12dより生成された教師データ13bを機械学習することにより学習済みモデル13aを構築する。モデル構築部12eは、教師データ生成部に12dより生成されたブロック単位の教師データ13bを機械学習することにより学習済みモデル13aを構築してもよい。構築された学習済みモデル13a(プログラム構造において学習済みモデル13aを実現するための学習済みパラメータ)は、記憶部13に記憶される。 The model construction unit 12e constructs the learned model 13a by machine learning the teacher data 13b generated by the teacher data generation unit 12d. The model construction unit 12e may construct the learned model 13a by machine learning the teacher data 13b in block units generated by the teacher data generation unit 12d. The constructed learned model 13a (learned parameters for realizing the learned model 13a in the program structure) is stored in the memory unit 13.

機械学習のアルゴリズムは、最尤分類法、ボルツマンマシン、ニューラルネットワーク、サポートベクターマシン、ベイジアンネットワーク、スパース回帰、決定木、ランダムフォレストを用いた統計的推定、強化学習、ディープラーニングのうちの少なくとも1つであってもよい。 The machine learning algorithm may be at least one of maximum likelihood classification, Boltzmann machines, neural networks, support vector machines, Bayesian networks, sparse regression, decision trees, statistical inference using random forests, reinforcement learning, and deep learning.

モデル構築の具体的な方法について説明する。すなわち、モデル構築部12eは、ブロック単位の教師データ13bのうち、ブロックに含まれる複数点(たとえば5×4=20点)の計測データ13cを入力値、当該ブロックに対応するごみの特性を示す値(1つの値)またはごみの質を分類したラベル(1つのラベル)を出力値として、入力値と出力値の関係性を、上述した機械学習のアルゴリズムによって機械学習することで、入力値と出力値を関係づけるパラメータを求める。 A specific method of model construction will be described below. That is, the model construction unit 12e uses the measurement data 13c of multiple points (e.g., 5 x 4 = 20 points) included in a block from the block-based teacher data 13b as input values, and a value (one value) indicating the characteristics of the garbage corresponding to the block or a label (one label) classifying the quality of the garbage as output values, and machine-learns the relationship between the input values and the output values using the machine learning algorithm described above to find parameters that relate the input values and the output values.

たとえば、機械学習のアルゴリズムとして、ディープラーニング手法の一つである畳み込みニューラルネットワーク(CNN)を用いる場合、モデル構築部12eは、当該ブロックの教師データ13bに含まれる複数の計測データ13cを畳み込みニューラルネットワークの入力値とし、当該ブロックに対応するごみの特性を示す値またはごみの質を分類したラベルを出力値として、入力値と出力値の関係性を勾配降下法や誤差逆伝播法などの手法により機械学習し、ネットワークの各ノードのパラメータを最適化することで、入力値と出力値を関係づけるパラメータ、すなわち学習済みパラメータとしてのモデル13aを得ることができる。 For example, when a convolutional neural network (CNN), which is one of the deep learning methods, is used as the machine learning algorithm, the model construction unit 12e uses the multiple measurement data 13c included in the teacher data 13b of the block as input values of the convolutional neural network, and uses values indicating the characteristics of the garbage corresponding to the block or labels classifying the quality of the garbage as output values, and machine-learns the relationship between the input values and the output values using methods such as gradient descent and backpropagation, and optimizes the parameters of each node of the network to obtain parameters that relate the input values and the output values, i.e., a model 13a as learned parameters.

図4は、推定部12bの動作の一例を説明するための図である。図4に示すように、推定部12bは、データ取得部12aにより新たに取得されたごみの表面の計測データ(1つの領域に含まれる複数点の計測データ)を入力として、学習済みモデル13aを用いて、当該領域でのごみの特性を示す値(1つの値)またはごみの質を分類したラベル(1つのラベル)を推定して出力する。 Figure 4 is a diagram for explaining an example of the operation of the estimation unit 12b. As shown in Figure 4, the estimation unit 12b receives as input the measurement data (measurement data of multiple points included in one area) of the surface of the garbage newly acquired by the data acquisition unit 12a, and uses the trained model 13a to estimate and output a value (one value) indicating the characteristics of the garbage in that area or a label (one label) classifying the quality of the garbage.

図4に示すように、推定部12bは、データ取得部12aにより取得されたごみの表面の計測データを複数(図示された例では3×3=9)のブロックに分割し、分割されたブロック単位の計測データ(図示された例では1つのブロックに含まれる5×4=20点の計測データ)を、ブロック単位の教師データ13bを機械学習することにより構築された学習済みモデル13aに入力し、当該ブロックのごみの特性を示す値(1つの値)またはごみの質を分類したラベル(1つのラベル)をブロック単位で推定して出力してもよい。たとえば、推定部12bは、3×3=9つのブロックに分割する場合には、ブロックごとに1つの推定値(ごみの特性を示す値またはごみの質を分類したラベル)を得ることで、最終的に9つのブロックのそれぞれに対応する9つの推定値を得てもよい。推定部12bは、ごみピット3内を分割した各ブロックとごみピット3の番地割とを紐づけて番地ごとにごみの特性を示す値またはごみの質を分類したラベルを推定して出力してもよい。 As shown in FIG. 4, the estimation unit 12b may divide the measurement data of the surface of the garbage acquired by the data acquisition unit 12a into a plurality of blocks (3×3=9 in the illustrated example), input the measurement data of each divided block (5×4=20 points of measurement data included in one block in the illustrated example) to the trained model 13a constructed by machine learning the teacher data 13b of each block, and estimate and output a value (one value) indicating the characteristics of the garbage of the block or a label (one label) classifying the quality of the garbage for each block. For example, when dividing into 3×3=9 blocks, the estimation unit 12b may obtain one estimated value (a value indicating the characteristics of the garbage or a label classifying the quality of the garbage) for each block, thereby finally obtaining nine estimated values corresponding to each of the nine blocks. The estimation unit 12b may link each block into which the garbage pit 3 is divided and the address allocation of the garbage pit 3, and estimate and output a value indicating the characteristics of the garbage or a label classifying the quality of the garbage for each address.

指示部12cは、推定部12bにより推定されたごみの特性を示す値またはごみの質を分類するラベルに基づいて、ごみの攪拌または搬送を行うクレーン5を制御するクレーン制御装置50へ操作指示を送信する、またはごみの燃焼を制御する燃焼制御装置20へ操作指示を送信する。 The instruction unit 12c transmits operation instructions to the crane control device 50 that controls the crane 5 that mixes or transports the garbage, or transmits operation instructions to the combustion control device 20 that controls the combustion of the garbage, based on the value indicating the garbage characteristics estimated by the estimation unit 12b or the label that classifies the garbage quality.

具体的には、たとえば、指示部12cは、推定部12bによりブロック単位で推定されたごみの特性を示す値またはごみの質を分類するラベルに基づいて、ごみピット3内に貯留されたごみの特性またはごみの質が各ブロックで均一になるように、または今回焼却炉1へ投入する予定のごみの特性またはごみの質が前回焼却炉1へ投入されたごみの特性またはごみの質と近くなるように、クレーン制御装置50へ操作指示を送信してもよい。 Specifically, for example, the instruction unit 12c may send operation instructions to the crane control device 50 so that the characteristics or quality of the garbage stored in the garbage pit 3 are uniform in each block, or so that the characteristics or quality of the garbage to be currently put into the incinerator 1 are close to the characteristics or quality of the garbage put into the incinerator 1 last time, based on the values indicating the characteristics of the garbage estimated by the estimation unit 12b on a block-by-block basis or the labels classifying the quality of the garbage.

または、指示部12cは、推定部12bによりブロック単位で推定されたごみの特性を示す値またはごみの質を分類するラベルに基づいて、クレーン5によって掴まれてごみピット3から投入ホッパ4へと一緒に搬送されるごみの特性またはごみの質を把握し、投入ホッパ4を介して焼却炉1内へと一緒に投入されるごみの特性またはごみの質に応じてごみの燃焼を制御(たとえば、燃焼温度の上げ下げ、燃焼時間の増減、空気量の増減、ごみ送り量の増減、薬剤噴霧量の増減)するように、燃焼制御装置20へ操作指示を送信してもよい。このとき、焼却炉1へ投入してから燃焼状態に影響が出るまでのタイムラグは、実験またはシミュレーション、運転員の経験値に基づいて適宜決定されてもよい。 Alternatively, the instruction unit 12c may grasp the characteristics or quality of the garbage that is grabbed by the crane 5 and transported together with the garbage from the garbage pit 3 to the input hopper 4 based on the values indicating the characteristics of the garbage estimated by the estimation unit 12b on a block-by-block basis or the labels classifying the quality of the garbage, and send an operation instruction to the combustion control device 20 to control the combustion of the garbage (for example, increasing or decreasing the combustion temperature, increasing or decreasing the combustion time, increasing or decreasing the amount of air, increasing or decreasing the amount of garbage fed, or increasing or decreasing the amount of chemical sprayed) according to the characteristics or quality of the garbage that is input together with the garbage into the incinerator 1 via the input hopper 4. In this case, the time lag from input into the incinerator 1 to the time when the combustion state is affected may be appropriately determined based on experiments, simulations, or the experience of the operator.

次に、このような構成からなる情報処理装置10による情報処理方法の一例について説明する。図3は、情報処理方法の一例を示すフローチャートである。 Next, an example of an information processing method using the information processing device 10 having such a configuration will be described. FIG. 3 is a flowchart showing an example of the information processing method.

図3に示すように、まず、教師データ生成部12dが、レーザー式レベルセンサ6により過去に計測されたごみの表面の計測データ13cに、当該ごみの特性を示す値またはごみの質を分類したラベルを正解として関係づけて教師データ13bを生成する(ステップS11)。生成された教師データ13bは、記憶部13に記憶される。 As shown in FIG. 3, first, the teacher data generating unit 12d generates teacher data 13b by associating the measurement data 13c of the surface of the garbage previously measured by the laser level sensor 6 with a value indicating the characteristics of the garbage or a label classifying the quality of the garbage as a correct answer (step S11). The generated teacher data 13b is stored in the memory unit 13.

次に、モデル構築部12eが、教師データ生成部に12dより生成された教師データ13bを機械学習することにより学習済みモデル13aを構築する(ステップS12)。構築された学習済みモデル13a(プログラム構造において学習済みモデル13aを実現するための学習済みパラメータ)は、記憶部13に記憶される。 Next, the model construction unit 12e constructs a trained model 13a by machine learning the teacher data 13b generated by the teacher data generation unit 12d (step S12). The constructed trained model 13a (trained parameters for realizing the trained model 13a in the program structure) is stored in the storage unit 13.

次に、データ取得部12aが、レーザー式レベルセンサ6により新たに計測されたごみの表面の反射強度(または反射強度および高さ)を計測データ13cとして取得する(ステップS13)。取得された計測データ13cは、記憶部13に記憶される。 Next, the data acquisition unit 12a acquires the reflection intensity (or reflection intensity and height) of the surface of the garbage newly measured by the laser level sensor 6 as measurement data 13c (step S13). The acquired measurement data 13c is stored in the memory unit 13.

次に、推定部12bが、データ取得部12aにより取得されたごみの表面の計測データを複数のブロックに分割し、分割されたブロック単位の計測データを学習済みモデル13aに入力し、当該ごみの特性を示す値またはごみの質を分類したラベルをブロック単位で推定して出力する(ステップS14)。 Next, the estimation unit 12b divides the measurement data of the surface of the garbage acquired by the data acquisition unit 12a into multiple blocks, inputs the measurement data for each divided block to the trained model 13a, and estimates and outputs a value indicating the characteristics of the garbage or a label classifying the quality of the garbage for each block (step S14).

次に、指示部12cが、推定部12bによりブロック単位で推定されたごみの特性を示す値またはごみの質を分類するラベルに基づいて、クレーン制御装置50または燃焼制御装置20へ操作指示を送信する(ステップS15)。 Next, the instruction unit 12c transmits an operation instruction to the crane control device 50 or the combustion control device 20 based on the value indicating the characteristics of the garbage or the label classifying the quality of the garbage estimated on a block-by-block basis by the estimation unit 12b (step S15).

ところで、発明が解決しようとする課題の欄でも言及したように、分光画像を用いる方法では、光量を考慮すると、赤外線カメラおよび赤外線照射装置が必要である。また、分光画像を用いる方法では、固定カメラで撮像するため、ごみピット内に崖や凹凸(すなわち光が当たらない部分)ができたり、画像中にクレーン等のごみ以外のものが写ったりした場合、その部分が死角となり、正確な水分量を測定できないことがある。 As mentioned in the section on problems to be solved by the invention, the method using spectral images requires an infrared camera and an infrared irradiation device, taking into account the amount of light. Also, in the method using spectral images, images are taken with a fixed camera, so if there are cliffs or unevenness (i.e. areas where light does not reach) in the garbage pit, or if something other than garbage, such as a crane, appears in the image, that area becomes a blind spot, and it may not be possible to measure the moisture content accurately.

これに対して、本実施の形態によれば、自らが光源となって照射した赤外線レーザーを直接する計測するレーザー式レベルセンサ6を利用するため、赤外線カメラおよび赤外線照射装置をそれぞれ用意する必要がなく、経済的である。また、赤外線照射装置が光源となって赤外線が照射される場合、ごみピット3内に貯留されたごみの表面に凹凸があると光源とは逆側に影ができて死角となり、正確な水分量を測定できないことになり、影ができないようにするためにはカメラの周囲に複数の赤外線照射装置を設置する必要があるのに対し、このような態様によれば、自らが光源となって照射した赤外線レーザーを直接する計測するレーザー式レベルセンサ6を利用するため、光源とは逆側にできる影によって死角となることがなく、ごみの特性を示す値またはごみの質を分類したラベルをより正確に推定できる。 In contrast, according to the present embodiment, the laser level sensor 6, which acts as a light source and directly measures the infrared laser emitted by itself, is used, which is economical because there is no need to prepare an infrared camera and an infrared emitting device separately. Also, when the infrared emitting device acts as a light source and emits infrared rays, if there are irregularities on the surface of the garbage stored in the garbage pit 3, a shadow will be cast on the opposite side of the light source, creating a blind spot, and accurate moisture content cannot be measured. In order to prevent shadows, however, multiple infrared emitting devices must be installed around the camera. According to this embodiment, the laser level sensor 6, which acts as a light source and directly measures the infrared laser emitted by itself, is used, so there is no blind spot caused by a shadow on the opposite side of the light source, and the value indicating the characteristics of the garbage or the label classifying the quality of the garbage can be more accurately estimated.

また、本実施の形態によれば、ごみの表面の反射強度および高さの両方をレーザー式レベルセンサ6により同時に計測でき、ごみの表面の高さを計測するために高さ計測装置を別途設置する必要がないため、経済的である。また、ごみの表面の反射強度および高さの両方を入力として、学習済みモデル13aを用いて、ごみの特性を示す値またはごみの質を分類したラベルを推定することで、より正確な推定が可能である。 In addition, according to this embodiment, both the reflection intensity and height of the garbage surface can be measured simultaneously by the laser level sensor 6, and there is no need to install a separate height measuring device to measure the height of the garbage surface, which is economical. Furthermore, more accurate estimation is possible by using the trained model 13a to estimate values indicating the characteristics of the garbage or labels classifying the quality of the garbage using both the reflection intensity and height of the garbage surface as input.

また、本実施の形態によれば、レーザー式レベルセンサ6は、クレーンガーダーに設置されているため、センサの下方を2次元的に測定する2Dタイプのレーザー式レベルセンサであっても、クレーン5の走行に合わせて都度計測を行うことで、ごみピット3内の領域全体の計測が可能である。 In addition, according to this embodiment, since the laser level sensor 6 is installed on the crane girder, even if it is a 2D type laser level sensor that measures the area below the sensor two-dimensionally, it is possible to measure the entire area within the garbage pit 3 by taking measurements each time the crane 5 moves.

なお、上述した実施の形態に対して様々な変更を加えることが可能である。以下、上述した実施の形態の変形例について説明する。 Note that various modifications can be made to the above-described embodiment. Below, we will explain some variations of the above-described embodiment.

図5は、第1変形例に係るごみ焼却プラント100の構成を示す概略図である。図5に示す例では、レーザー式レベルセンサ61が、投入ホッパ4の上方に設置されており、投入ホッパ4に投入されたごみの表面に赤外線レーザーを照射してごみの表面の反射強度(または反射強度および高さ)を計測する。 Figure 5 is a schematic diagram showing the configuration of a waste incineration plant 100 according to a first modified example. In the example shown in Figure 5, a laser level sensor 61 is installed above the input hopper 4, and an infrared laser is irradiated onto the surface of the waste input into the input hopper 4 to measure the reflection intensity (or reflection intensity and height) of the surface of the waste.

情報処理装置10のデータ取得部12aは、投入ホッパ4に投入されたごみの表面の計測データをレーザー式レベルセンサ61から取得する。推定部12bは、データ取得部12aにより過去に取得されたごみの表面の計測データと、当該ごみの特性を示す値またはごみの質を分類したラベルとの関係性を機械学習している学習済みモデル13aを用いて、データ取得部12aにより新たに取得されたごみの表面の計測データを入力として、当該ごみの特性を示す値またはごみの質を分類したラベルを推定して出力する。指示部12cは、推定部12bにより推定されたごみの特性を示す値またはごみの質を分類するラベルに基づいて、燃焼制御装置20へ操作指示を送信する。これにより、燃焼制御を高度化することが可能となる。 The data acquisition unit 12a of the information processing device 10 acquires measurement data of the surface of the garbage put into the input hopper 4 from the laser level sensor 61. The estimation unit 12b uses a trained model 13a that performs machine learning on the relationship between the measurement data of the surface of the garbage previously acquired by the data acquisition unit 12a and the value indicating the characteristics of the garbage or the label classifying the quality of the garbage to input the measurement data of the surface of the garbage newly acquired by the data acquisition unit 12a, and estimates and outputs the value indicating the characteristics of the garbage or the label classifying the quality of the garbage. The instruction unit 12c transmits an operation instruction to the combustion control device 20 based on the value indicating the characteristics of the garbage or the label classifying the quality of the garbage estimated by the estimation unit 12b. This makes it possible to enhance the combustion control.

図6は、第2変形例に係るごみ焼却プラント100の構成を示す概略図である。図6に示す例では、レーザー式レベルセンサ62が、投入扉近傍に設置されており、ごみ搬入車両(たとえばパッカー車)22から搬出されたごみの表面に赤外線レーザーを照射してごみの表面の反射強度(または反射強度および高さ)を計測する。 Figure 6 is a schematic diagram showing the configuration of a waste incineration plant 100 according to a second modified example. In the example shown in Figure 6, a laser level sensor 62 is installed near the input door, and an infrared laser is irradiated onto the surface of the waste removed from the waste delivery vehicle (e.g., a compactor truck) 22 to measure the reflection intensity (or reflection intensity and height) of the surface of the waste.

情報処理装置10のデータ取得部12aは、ごみ搬入車両(たとえばパッカー車)22から搬出されたごみの表面の計測データをレーザー式レベルセンサ62から取得する。推定部12bは、データ取得部12aにより過去に取得されたごみの表面の計測データと、当該ごみの特性を示す値またはごみの質を分類したラベルとの関係性を機械学習している学習済みモデル13aを用いて、データ取得部12aにより新たに取得されたごみの表面の計測データを入力として、当該ごみの特性を示す値またはごみの質を分類したラベルを推定して出力する。指示部12cは、推定部12bにより推定されたごみの特性を示す値またはごみの質を分類するラベルに基づいて、クレーン制御装置50へ操作指示を送信する。これにより、ごみピット3におけるピットワークを高度化することが可能となる。また、ごみの質(すなわち水分量など)に応じた処理委託費の精算に活用することも可能である。 The data acquisition unit 12a of the information processing device 10 acquires measurement data of the surface of the garbage carried out from the garbage carrying vehicle (e.g., a packer truck) 22 from the laser level sensor 62. The estimation unit 12b uses the trained model 13a, which performs machine learning on the relationship between the measurement data of the surface of the garbage previously acquired by the data acquisition unit 12a and the value indicating the characteristics of the garbage or the label classifying the quality of the garbage, to input the measurement data of the surface of the garbage newly acquired by the data acquisition unit 12a, and estimates and outputs the value indicating the characteristics of the garbage or the label classifying the quality of the garbage. The instruction unit 12c transmits operation instructions to the crane control device 50 based on the value indicating the characteristics of the garbage or the label classifying the quality of the garbage estimated by the estimation unit 12b. This makes it possible to enhance the pit work in the garbage pit 3. It is also possible to utilize it for settling the processing outsourcing fee according to the quality of the garbage (i.e., moisture content, etc.).

図7は、第3変形例に係るごみ焼却プラント100の構成を示す概略図である。図7に示す例では、レーザー式レベルセンサ63が、灰ピット7の上方に設置されており、灰ピット7内に貯留された焼却灰の表面に赤外線レーザーを照射して焼却灰の表面の反射強度(または反射強度および高さ)を計測する。 Figure 7 is a schematic diagram showing the configuration of a waste incineration plant 100 according to a third modified example. In the example shown in Figure 7, a laser level sensor 63 is installed above the ash pit 7, and an infrared laser is irradiated onto the surface of the incineration ash stored in the ash pit 7 to measure the reflection intensity (or reflection intensity and height) of the surface of the incineration ash.

情報処理装置10のデータ取得部12aは、灰ピット7内に貯留された焼却灰の表面の計測データをレーザー式レベルセンサ63から取得する。推定部12bは、データ取得部12aにより過去に取得された焼却灰の表面の計測データと、当該焼却灰の特性を示す値または焼却灰の質を分類したラベルとの関係性を機械学習している学習済みモデル13aを用いて、データ取得部12aにより新たに取得された焼却灰の表面の計測データを入力として、当該焼却灰の特性を示す値または焼却灰の質を分類したラベルを推定して出力する。指示部12cは、推定部12bにより推定された焼却灰の特性を示す値または焼却灰の質を分類するラベルに基づいて、灰ピット7に設置された不図示の灰搬送用クレーン制御装置へ操作指示を送信する。これにより、灰ピット7におけるピットワークを高度化することが可能となる。指示部12cは、推定部12bにより推定された焼却灰の特性を示す値または焼却灰の質を分類するラベルに基づいて、不図示の灰押出装置あるいは灰搬出装置における水の噴霧量を制御してもよい。 The data acquisition unit 12a of the information processing device 10 acquires measurement data of the surface of the incineration ash stored in the ash pit 7 from the laser level sensor 63. The estimation unit 12b uses the trained model 13a, which performs machine learning on the relationship between the measurement data of the surface of the incineration ash previously acquired by the data acquisition unit 12a and the value indicating the characteristics of the incineration ash or the label classifying the quality of the incineration ash, to input the measurement data of the surface of the incineration ash newly acquired by the data acquisition unit 12a, and estimates and outputs the value indicating the characteristics of the incineration ash or the label classifying the quality of the incineration ash. The instruction unit 12c transmits an operation instruction to an ash transport crane control device (not shown) installed in the ash pit 7 based on the value indicating the characteristics of the incineration ash or the label classifying the quality of the incineration ash estimated by the estimation unit 12b. This makes it possible to enhance the pit work in the ash pit 7. The instruction unit 12c may control the amount of water sprayed in an ash extrusion device or ash discharge device (not shown) based on the value indicating the characteristics of the incineration ash estimated by the estimation unit 12b or the label classifying the quality of the incineration ash.

ここで、焼却灰の特性を示す値とは、たとえば、含水率(水分量)であってもよい。また、焼却灰の質を分類するラベルとは、たとえば、高含水、低含水の2段階に分類したラベルであってもよいし、3段階以上に分類したラベルであってもよい。 Here, the value indicating the characteristics of the incineration ash may be, for example, the moisture content (amount of moisture). Also, the label classifying the quality of the incineration ash may be, for example, a label classifying the ash into two levels, high moisture content and low moisture content, or a label classifying the ash into three or more levels.

なお、上述した実施の形態および変形例では、ごみ焼却プラントにレーザー式レベルセンサを設置した態様について説明したが、ごみ焼却プラントだけでなく、例えば木質バイオマス発電所の燃料貯留設備の天井にレーザー式レベルセンサを設置して、当該レーザー式レベルセンサの計測データに基づいて、どの部分の燃料が湿っているか乾いているかを見分けて、投入する燃料を選択するように情報処理装置を構成してもよい。 In the above-mentioned embodiment and modified example, a laser level sensor is installed in a waste incineration plant. However, the information processing device may be configured to install a laser level sensor not only in waste incineration plants, but also on the ceiling of a fuel storage facility in a wood biomass power plant, for example, and to determine which parts of the fuel are wet or dry based on the measurement data of the laser level sensor and select the fuel to be input.

すなわち、レーザー式レベルセンサが、木質バイオマス発電所の燃料貯留設備の天井に設置されており、燃料貯留設備内に貯留された燃料の表面に赤外線レーザーを照射して燃料の表面の反射強度(または反射強度および高さ)を計測する。 That is, a laser level sensor is installed on the ceiling of the fuel storage facility of a wood biomass power plant, and an infrared laser is irradiated onto the surface of the fuel stored in the fuel storage facility to measure the reflection intensity (or reflection intensity and height) of the fuel surface.

情報処理装置10のデータ取得部12aは、燃料貯留設備内に貯留された燃料の表面の計測データをレーザー式レベルセンサから取得する。推定部12bは、データ取得部12aにより過去に取得された燃料の表面の計測データと、当該燃料の特性を示す値または燃料の質を分類したラベルとの関係性を機械学習している学習済みモデル13aを用いて、データ取得部12aにより新たに取得された燃料の表面の計測データを入力として、当該燃料の特性を示す値または燃料の質を分類したラベルを推定して出力する。指示部12cは、推定部12bにより推定された燃料の特性を示す値または焼却灰の質を分類するラベルに基づいて、燃料貯留設備に設置された不図示の燃料搬送手段へ、どの部分の燃料を投入すべきかについての操作指示を送信する。 The data acquisition unit 12a of the information processing device 10 acquires measurement data of the surface of the fuel stored in the fuel storage facility from a laser level sensor. The estimation unit 12b uses a trained model 13a that performs machine learning on the relationship between the measurement data of the fuel surface previously acquired by the data acquisition unit 12a and the value indicating the characteristics of the fuel or the label classifying the quality of the fuel, and estimates and outputs the value indicating the characteristics of the fuel or the label classifying the quality of the fuel, using the measurement data of the fuel surface newly acquired by the data acquisition unit 12a as input. The instruction unit 12c transmits an operation instruction regarding which part of the fuel should be poured to a fuel transport means (not shown) installed in the fuel storage facility, based on the value indicating the characteristics of the fuel or the label classifying the quality of the incineration ash estimated by the estimation unit 12b.

なお、上述した実施の形態および変形例において、制御部12の処理の一部は、情報処理装置10ではなく、情報処理装置10とは別のクラウドサーバ上で行われてもよい。記憶部13の一部は、情報処理装置10ではなく、情報処理装置10とは別のクラウドサーバ上にあってもよい。 In the above-described embodiment and modified examples, part of the processing of the control unit 12 may be performed on a cloud server other than the information processing device 10, rather than on the information processing device 10. Part of the storage unit 13 may be located on a cloud server other than the information processing device 10, rather than on the information processing device 10.

たとえば、教師データ生成部12dの処理がクラウドサーバ上で実行され、教師データ13bが生成されてもよいし、モデル構築部12eの処理がクラウドサーバ上で実行され、学習済みモデル13aが構築されてもよい。また、クラウドサーバ上で構築された学習済みモデル13aを利用して推定部12bの処理がクラウドサーバ上で実行されてもよいし、上記学習済みモデル13a(学習済みパラメータ)を情報処理装置10がクラウドサーバからダウンロードし、これを情報処理装置10内で利用して推定部12bの処理が実行されてもよい。 For example, the processing of the teacher data generation unit 12d may be executed on a cloud server to generate the teacher data 13b, or the processing of the model construction unit 12e may be executed on a cloud server to construct the trained model 13a. In addition, the processing of the estimation unit 12b may be executed on the cloud server using the trained model 13a constructed on the cloud server, or the information processing device 10 may download the trained model 13a (trained parameters) from the cloud server and use it within the information processing device 10 to execute the processing of the estimation unit 12b.

制御部12は、推定部12bの推定結果を定期的にモニタリングし、学習済みモデル13aのモデル見直し及び更新の要否を判断してもよい。 The control unit 12 may periodically monitor the estimation results of the estimation unit 12b and determine whether or not the trained model 13a needs to be revised and updated.

たとえば、制御部12は、エッジサーバーを用いて推定部12bの推定結果の正常・異常判定を行い、異常が検出された場合、当該計測データ及び推定結果が、焼却炉1の運営において問題があるか判断する。運営上問題があると判断された場合、教師データ生成部12dが、異常検出された計測データに対して熟練運転員により再度付与されたごみの質を分類したラベルに基づいて、新しく教師データ13bを用意し、モデル構築部12eが、新しく用意された教師データ13bを学習して学習済みモデル13aを生成する。 For example, the control unit 12 uses an edge server to determine whether the estimation result of the estimation unit 12b is normal or abnormal, and if an abnormality is detected, it determines whether the measurement data and estimation result pose a problem in the operation of the incinerator 1. If it is determined that there is an operational problem, the teacher data generation unit 12d prepares new teacher data 13b based on the labels that classify the quality of the waste that were reassigned by an experienced operator to the measurement data where an abnormality was detected, and the model construction unit 12e learns the newly prepared teacher data 13b to generate a trained model 13a.

以上、実施の形態および変形例を例示により説明したが、本発明の範囲はこれらに限定されるものではなく、請求項に記載された範囲内において目的に応じて変更・変形することが可能である。また、各実施の形態および変形例は、処理内容を矛盾させない範囲で適宜組み合わせることが可能である。 Although the above describes the embodiments and modifications by way of example, the scope of the present invention is not limited to these, and can be modified or altered according to the purpose within the scope of the claims. Furthermore, each embodiment and modification can be combined as appropriate within the scope that does not cause any contradiction in the processing content.

また、本実施の形態に係る情報処理装置10は1つまたは複数のコンピュータによって構成され得るが、1つまたは複数のコンピュータに情報処理装置10を実現させるためのプログラム及び当該プログラムを非一時的に記録した記録媒体も、本件の保護対象である。 In addition, the information processing device 10 according to this embodiment may be configured by one or more computers, but the program for realizing the information processing device 10 in one or more computers and the recording medium on which the program is non-temporarily recorded are also covered by this case.

1 焼却炉
2 燃焼装置
3 ごみピット
4 投入ホッパ
5 クレーン
6、61~63 レーザー式レベルセンサ
7 灰ピット
10 情報処理装置
11 通信部
12 制御部
12a データ取得部
12b 推定部
12c 指示部
12d 教師データ生成部
12e モデル構築部
13 記憶部
13a 学習済みモデル
13b 教師データ
13c 計測データ
20 燃焼制御装置
21 プラットホーム
22 ごみ搬入車両
50 クレーン制御装置
100 ごみ焼却プラント
1 Incinerator 2 Combustion device 3 Garbage pit 4 Input hopper 5 Crane 6, 61 to 63 Laser level sensor 7 Ash pit 10 Information processing device 11 Communication unit 12 Control unit 12a Data acquisition unit 12b Estimation unit 12c Instruction unit 12d Teacher data generation unit 12e Model construction unit 13 Memory unit 13a Learned model 13b Teacher data 13c Measurement data 20 Combustion control device 21 Platform 22 Garbage delivery vehicle 50 Crane control device 100 Garbage incineration plant

Claims (15)

ごみピット内に貯留されたごみの表面に赤外線レーザーを照射してごみの表面の反射強度を計測するレーザー式レベルセンサから計測データを取得するデータ取得部と、
前記データ取得部により過去に取得されたごみの表面の1つの領域に含まれる複数の点の計測データと、当該領域でのごみの特性を示す1つの値またはごみの質を分類した1つのラベルとの関係性を機械学習している学習済みモデルを用いて、前記データ取得部により新たに取得されたごみの表面の1つの領域に含まれる複数の点の計測データを入力として、当該領域でのごみの特性を示す1つの値またはごみの質を分類した1つのラベルを推定して出力する推定部と、
を備えたことを特徴とする情報処理装置。
a data acquisition unit that acquires measurement data from a laser level sensor that irradiates an infrared laser onto the surface of the waste stored in the waste pit and measures the reflection intensity of the surface of the waste;
an estimation unit that uses a trained model that has undergone machine learning to learn the relationship between measurement data of multiple points included in one area on the surface of the garbage previously acquired by the data acquisition unit and a value indicating the characteristics of the garbage in that area or a label classifying the quality of the garbage, and estimates and outputs a value indicating the characteristics of the garbage in that area or a label classifying the quality of the garbage, using measurement data of multiple points included in one area on the surface of the garbage newly acquired by the data acquisition unit as input;
An information processing device comprising:
前記レーザー式レベルセンサは、ごみピット内に貯留されたごみの表面に赤外線レーザーを照射してごみの表面の反射強度および高さを計測し、
前記推定部は、前記データ取得部により過去に取得されたごみの表面の1つの領域に含まれる複数の点の反射強度、または反射強度および高さの計測データと、当該領域でのごみの特性を示す値またはごみの質を分類したラベルとの関係性を機械学習している学習済みモデルを用いて、前記データ取得部により新たに取得されたごみの表面の1つの領域に含まれる複数の点の反射強度、または反射強度および高さの計測データを入力として、当該領域でのごみの特性を示す値またはごみの質を分類したラベルを推定して出力する、
ことを特徴とする請求項1に記載の情報処理装置。
The laser level sensor measures the reflection intensity and height of the surface of the garbage stored in the garbage pit by irradiating an infrared laser onto the surface of the garbage,
the estimation unit uses a trained model that has undergone machine learning to learn the relationship between the measurement data of the reflection intensity or the reflection intensity and height of multiple points included in one area of the surface of the garbage previously acquired by the data acquisition unit and a value indicating the characteristics of the garbage in that area or a label classifying the quality of the garbage, and estimates and outputs the value indicating the characteristics of the garbage in that area or the label classifying the quality of the garbage, using the measurement data of the reflection intensity or the reflection intensity and height of multiple points included in one area of the surface of the garbage newly acquired by the data acquisition unit as input;
2. The information processing apparatus according to claim 1,
前記推定部は、前記データ取得部により取得されたごみの表面の計測データを複数のブロックに分割し、分割されたブロック単位の計測データであって、1つのブロックに含まれる複数の点の計測データを前記学習済みモデルに入力し、当該ブロックでのごみの特性を示す値またはごみの質を分類したラベルをブロック単位で推定して出力する、
ことを特徴とする請求項1または2に記載の情報処理装置。
the estimation unit divides the measurement data of the surface of the garbage acquired by the data acquisition unit into a plurality of blocks, inputs the measurement data for each divided block, which is the measurement data for a plurality of points included in one block, into the trained model, and estimates and outputs a value indicating the characteristics of the garbage in that block or a label classifying the quality of the garbage on a block-by-block basis.
3. The information processing apparatus according to claim 1, wherein the information processing apparatus is a computer.
前記推定部により推定されたごみの特性を示す値またはごみの質を分類するラベルに基づいて、前記ごみの攪拌または搬送を行うクレーンを制御するクレーン制御装置へ操作指示を送信する、または前記ごみの燃焼を制御する燃焼制御装置へ操作指示を送信する指示部、
をさらに備えたことを特徴とする請求項1~3のいずれかに記載の情報処理装置。
an instruction unit that transmits an operation instruction to a crane control device that controls a crane that mixes or transports the waste, or transmits an operation instruction to a combustion control device that controls the combustion of the waste, based on a value indicating the characteristics of the waste or a label that classifies the quality of the waste estimated by the estimation unit;
4. The information processing apparatus according to claim 1, further comprising:
前記ごみの特性は、重量、密度、水分量、発熱量のうちの少なくとも1つである、
ことを特徴とする請求項1~のいずれかに記載の情報処理装置。
The characteristic of the waste is at least one of weight, density, moisture content, and heat value.
5. The information processing device according to claim 1, wherein the information processing device is a computer.
前記機械学習のアルゴリズムは、最尤分類法、ボルツマンマシン、ニューラルネットワーク、サポートベクターマシン、ベイジアンネットワーク、スパース回帰、決定木、ランダムフォレストを用いた統計的推定、強化学習、ディープラーニングのうちの少なくとも1つである、
ことを特徴とする請求項1~のいずれかに記載の情報処理装置。
The machine learning algorithm is at least one of a maximum likelihood classification method, a Boltzmann machine, a neural network, a support vector machine, a Bayesian network, a sparse regression, a decision tree, a statistical estimation using a random forest, a reinforcement learning, and a deep learning;
6. The information processing device according to claim 1 ,
ごみピット内に貯留されたごみの表面に赤外線レーザーを照射してごみの表面の反射強度を計測するレーザー式レベルセンサと、
請求項1~のいずれかに記載の情報処理装置と、
を備えたことを特徴とするごみ処理プラント。
A laser level sensor that irradiates an infrared laser onto the surface of the garbage stored in the garbage pit and measures the reflection intensity of the surface of the garbage;
An information processing device according to any one of claims 1 to 6 ,
A waste treatment plant comprising:
前記レーザー式レベルセンサは、クレーンガーダに設置されている、The laser level sensor is installed on a crane girder.
ことを特徴とする請求項7に記載のごみ処理プラント。8. A waste treatment plant according to claim 7.
コンピュータを、
ごみピット内に貯留されたごみの表面に赤外線レーザーを照射してごみの表面の反射強度を計測するレーザー式レベルセンサから計測データを取得するデータ取得部と、
前記データ取得部により過去に取得されたごみの表面の1つの領域に含まれる複数の点の計測データと、当該領域でのごみの特性を示す1つの値またはごみの質を分類した1つのラベルとの関係性を機械学習している学習済みモデルを用いて、前記データ取得部により新たに取得されたごみの表面の1つの領域に含まれる複数の点の計測データを入力として、当該領域でのごみの特性を示す1つの値またはごみの質を分類した1つのラベルを推定して出力する推定部と、
として機能させることを特徴とする情報処理プログラム。
Computer,
a data acquisition unit that acquires measurement data from a laser level sensor that irradiates an infrared laser onto the surface of the waste stored in the waste pit and measures the reflection intensity of the surface of the waste;
an estimation unit that uses a trained model that has undergone machine learning to learn the relationship between measurement data of multiple points included in one area on the surface of the garbage previously acquired by the data acquisition unit and a value indicating the characteristics of the garbage in that area or a label classifying the quality of the garbage, and estimates and outputs a value indicating the characteristics of the garbage in that area or a label classifying the quality of the garbage, using measurement data of multiple points included in one area on the surface of the garbage newly acquired by the data acquisition unit as input;
An information processing program characterized by causing the program to function as follows.
コンピュータが実行する情報処理方法であって、
ごみピット内に貯留されたごみの表面に赤外線レーザーを照射してごみの表面の反射強度を計測するレーザー式レベルセンサから計測データを取得するステップと、
前記レーザー式レベルセンサから過去に取得されたごみの表面の1つの領域に含まれる複数の点の計測データと、当該領域でのごみの特性を示す1つの値またはごみの質を分類した1つのラベルとの関係性を機械学習している学習済みモデルを用いて、前記レーザー式レベルセンサから新たに取得されたごみの表面の1つの領域に含まれる複数の点の計測データを入力として、当該領域でのごみの特性を示す1つの値またはごみの質を分類した1つのラベルを推定して出力するステップと、
を含むことを特徴とする情報処理方法。
1. A computer-implemented information processing method, comprising:
A step of acquiring measurement data from a laser level sensor that irradiates an infrared laser onto the surface of the waste stored in the waste pit and measures the reflection intensity of the surface of the waste;
A step of estimating and outputting a value indicating the characteristics of the garbage in one area or a label classifying the quality of the garbage using a trained model that has machine-learned the relationship between measurement data of multiple points included in one area of the garbage surface previously acquired from the laser level sensor and a value indicating the characteristics of the garbage in that area or a label classifying the quality of the garbage, using measurement data of multiple points included in one area of the garbage surface newly acquired from the laser level sensor as input;
13. An information processing method comprising:
ごみピット内に貯留されたごみの表面に赤外線レーザーを照射してごみの表面の反射強度を計測するレーザー式レベルセンサにより計測されたごみの表面の1つの領域に含まれる複数の点の計測データに、当該領域でのごみの特性を示す1つの値またはごみの質を分類した1つのラベルを正解として関係づけて教師データを生成する教師データ生成部
を備えたことを特徴とする情報処理装置。
An information processing device characterized by comprising a teacher data generation unit that generates teacher data by associating, as a correct answer, one value indicating the characteristics of the garbage in the area or one label classifying the quality of the garbage, with measurement data of a plurality of points included in one area of the garbage surface measured by a laser level sensor that irradiates an infrared laser onto the surface of the garbage stored in a garbage pit and measures the reflection intensity of the garbage surface.
前記教師データ生成部により生成された教師データを機械学習することにより学習済みモデルを構築するモデル構築部
をさらに備えたことを特徴とする請求項11に記載の情報処理装置。
The information processing apparatus according to claim 11 , further comprising a model construction unit that constructs a trained model by machine learning the training data generated by the training data generation unit.
投入ホッパに投入されたごみの表面に赤外線レーザーを照射してごみの表面の1つの領域に含まれる複数の点の反射強度を計測するレーザー式レベルセンサから計測データを取得するデータ取得部と、
前記データ取得部により過去に取得されたごみの表面の1つの領域に含まれる複数の点の計測データと、当該領域でのごみの特性を示す1つの値またはごみの質を分類した1つのラベルとの関係性を機械学習している学習済みモデルを用いて、前記データ取得部により新たに取得されたごみの表面の1つの領域に含まれる複数の点の計測データを入力として、当該領域でのごみの特性を示す1つの値またはごみの質を分類した1つのラベルを推定して出力する推定部と、
を備えたことを特徴とする情報処理装置。
a data acquisition unit that acquires measurement data from a laser level sensor that irradiates an infrared laser onto the surface of the waste placed in the waste hopper and measures the reflection intensity of multiple points included in one area on the surface of the waste;
an estimation unit that uses a trained model that has undergone machine learning to learn the relationship between measurement data of multiple points included in one area on the surface of the garbage previously acquired by the data acquisition unit and a value indicating the characteristics of the garbage in that area or a label classifying the quality of the garbage, and estimates and outputs a value indicating the characteristics of the garbage in that area or a label classifying the quality of the garbage, using measurement data of multiple points included in one area on the surface of the garbage newly acquired by the data acquisition unit as input;
An information processing device comprising:
投入扉近傍に設置され、ごみ搬入車両から搬出されたごみの表面に赤外線レーザーを照射してごみの表面の反射強度を計測するレーザー式レベルセンサから計測データを取得するデータ取得部と、
前記データ取得部により過去に取得されたごみの表面の1つの領域に含まれる複数の点の計測データと、当該領域でのごみの特性を示す1つの値またはごみの質を分類した1つのラベルとの関係性を機械学習している学習済みモデルを用いて、前記データ取得部により新たに取得されたごみの表面の1つの領域に含まれる複数の点の計測データを入力として、当該領域でのごみの特性を示す1つの値またはごみの質を分類した1つのラベルを推定して出力する推定部と、
を備えたことを特徴とする情報処理装置。
a data acquisition unit that is installed near the input door and acquires measurement data from a laser level sensor that irradiates an infrared laser onto the surface of the waste discharged from the waste delivery vehicle and measures the reflection intensity of the surface of the waste;
an estimation unit that uses a trained model that has undergone machine learning to learn the relationship between measurement data of multiple points included in one area on the surface of the garbage previously acquired by the data acquisition unit and a value indicating the characteristics of the garbage in that area or a label classifying the quality of the garbage, and estimates and outputs a value indicating the characteristics of the garbage in that area or a label classifying the quality of the garbage, using measurement data of multiple points included in one area on the surface of the garbage newly acquired by the data acquisition unit as input;
An information processing device comprising:
灰ピット内に貯留された焼却灰の表面に赤外線レーザーを照射して焼却灰の表面の反射強度を計測するレーザー式レベルセンサから計測データを取得するデータ取得部と、
前記データ取得部により過去に取得された焼却灰の表面の1つの領域に含まれる複数の点の計測データと、当該領域での焼却灰の特性を示す1つの値または焼却灰の質を分類した1つのラベルとの関係性を機械学習している学習済みモデルを用いて、前記データ取得部により新たに取得された焼却灰の表面の1つの領域に含まれる複数の点の計測データを入力として、当該領域での焼却灰の特性を示す1つの値または焼却灰の質を分類した1つのラベルを推定して出力する推定部と、
を備えたことを特徴とする情報処理装置。
A data acquisition unit that acquires measurement data from a laser level sensor that irradiates an infrared laser onto the surface of the incineration ash stored in the ash pit and measures the reflection intensity of the surface of the incineration ash;
An estimation unit that uses a trained model that performs machine learning on the relationship between the measurement data of multiple points included in one area of the surface of the incineration ash previously acquired by the data acquisition unit and one value indicating the characteristics of the incineration ash in that area or one label classifying the quality of the incineration ash, and estimates and outputs one value indicating the characteristics of the incineration ash in that area or one label classifying the quality of the incineration ash, using the measurement data of multiple points included in one area of the surface of the incineration ash newly acquired by the data acquisition unit as input;
An information processing device comprising:
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