JP7689015B2 - Waste quality detection system - Google Patents
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Description
本発明は、ごみ質検出システムに関する。 The present invention relates to a garbage quality detection system.
収集されたごみは、水分量の多いごみ等、燃焼効率の悪い低質ごみを含む。焼却施設に投入するごみにおいて、低質ごみの含有割合が大きく変動すると、安定した燃焼が困難となる。このため、収集されたごみはピットに一時的に貯蔵され、クレーンを用いて攪拌される。ごみは、攪拌によって均質化された後に、燃焼施設に投入される。 The collected waste contains low-quality waste with low combustion efficiency, such as waste with a high moisture content. If the proportion of low-quality waste in the waste put into the incineration facility fluctuates significantly, stable combustion becomes difficult. For this reason, the collected waste is temporarily stored in a pit and mixed using a crane. After the waste has been homogenized by mixing, it is put into the incineration facility.
効率的にごみを均質化するには、ごみの所定の領域毎にごみ質を判定できることが重要となる。例えば、貯蔵されたごみのうち、低質ごみの含有量が多いと判定した領域のごみをクレーンで掴み、低質ごみの含有量が少ないと判定した領域に移動させることで、効率的にごみを均質化できる。ピット内のごみの、ごみ質を判定するための技術が、特開2016-216228公報及び特開2019-160153公報に開示されている。 To homogenize the waste efficiently, it is important to be able to determine the quality of the waste for each specified area of the waste. For example, the waste can be homogenized efficiently by using a crane to grab the waste from an area determined to have a high content of low-quality waste and moving it to an area determined to have a low content of low-quality waste. Technology for determining the quality of the waste in a pit is disclosed in JP 2016-216228 A and JP 2019-160153 A.
特開2016-216228公報のピット用のクレーン制御システムでは、赤外線照射装置がごみに向けて赤外線を照射し、撮像装置が反射光を撮影する。この画像において、明度が高い部分ほど水分量が少ないとして、ごみ質が判断されている。 In the pit crane control system described in JP 2016-216228 A, an infrared irradiation device irradiates infrared rays toward the garbage, and an imaging device captures the reflected light. In this image, the higher the brightness of the area, the less moisture there is, and the garbage quality is determined.
特開2019-160153公報のごみ質推定システムでは、撮像部により撮影した画像を、レーザー距離計で計測した高さ情報に基づいて、ごみの全ての区域が同一高さ平面上となるように、補正している。この画像を評価エリアに分割し、それぞれのエリアでの明部分又は暗部分の面積のばらつきを算出して、混合度を評価している。 In the garbage quality estimation system of JP2019-160153A, the image captured by the imaging unit is corrected based on height information measured by a laser rangefinder so that all areas of the garbage are on the same height plane. This image is divided into evaluation areas, and the variation in the area of light or dark areas in each area is calculated to evaluate the degree of mixing.
ピットに貯蔵されたごみの高さは、一定ではない。ごみの表面には、凹凸がある。一方、ごみの質を判定するために撮影したごみの表面の画像データは、二次元画像である。ごみ質を判定した画像データの領域と、実際のごみの表面での領域との対応がずれることが起こりうる。この場合、例えば、画像データからごみ質が悪いと判定した領域をクレーンのバケットで掴もうとしても、この領域とずれた位置のごみを掴むことになる。これは、効率的なごみ質の均一化の妨げとなりうる。 The height of the garbage stored in the pit is not constant. The surface of the garbage is uneven. Meanwhile, the image data of the garbage surface photographed to determine the garbage quality is a two-dimensional image. It is possible that the area of the image data where the garbage quality has been determined will not correspond to the actual area on the surface of the garbage. In this case, for example, even if a crane bucket is used to grab an area where the garbage quality has been determined to be poor from the image data, it will end up grabbing garbage that is out of alignment with this area. This can be an obstacle to efficiently standardizing the garbage quality.
本発明の目的は、ごみ質を検出するごみの画像データでの領域と、実際のごみの表面での領域とが精度よく対応付けられうる、ごみ質検出システムの提供にある。 The object of the present invention is to provide a litter quality detection system that can accurately match the area in the litter image data from which the litter quality is detected with the area on the actual litter surface.
本発明は、ピットに貯蔵されたごみの、ごみ質検出システムに関する。このごみ質検出システムは、前記ごみを撮影し画像データを得る撮影装置と、前記ごみの所定の水平方向位置での高さを計測するレベル計と、前記水平方向位置及び高さと前記画像データとを基にして、ごみ質を評価する際の単位領域となる所定の仮想領域の、前記画像データにおける境界を計算する境界計算装置と、前記境界内の画像データから前記仮想領域のごみの特徴量を求める特徴量計算装置とを備える。 The present invention relates to a garbage quality detection system for garbage stored in a pit. This garbage quality detection system includes a photographing device that photographs the garbage to obtain image data, a level gauge that measures the height of the garbage at a specified horizontal position, a boundary calculation device that calculates the boundary in the image data of a specified virtual area that serves as a unit area when evaluating garbage quality based on the horizontal position and height and the image data, and a feature calculation device that finds the feature values of the garbage in the virtual area from the image data within the boundary.
好ましくは、境界計算装置は、前記ごみの表面での前記仮想領域の頂点の水平方向位置及び高さを基に、前記画像データにおける前記仮想領域の境界を計算する。 Preferably, the boundary calculation device calculates the boundary of the virtual area in the image data based on the horizontal positions and heights of the vertices of the virtual area on the surface of the garbage.
境界計算装置が、前記仮想領域での前記ごみの平均高さ位置における、前記仮想領域の頂点の水平方向位置及び高さを基に、前記画像データにおける前記仮想領域の境界を計算してもよい。 The boundary calculation device may calculate the boundary of the virtual area in the image data based on the horizontal position and height of the vertex of the virtual area at the average height position of the garbage in the virtual area.
好ましくは、本ごみ質検出システムは第一キャリブレーション装置をさらに備える。前記第一キャリブレーション装置は、前記ピット内で使用されるクレーンの所定の測定点を、前記ピット内の複数の異なる場所に位置させて前記撮影装置で撮影した画像データを基に、前記画像データでの座標と前記ピットでの位置とを対応付けるためのキャリブレーションを実施する。 Preferably, the waste quality detection system further includes a first calibration device. The first calibration device performs calibration to associate coordinates in the image data with positions in the pit based on image data captured by the imaging device by positioning a specific measurement point of a crane used in the pit at multiple different locations in the pit.
好ましくは、本ごみ質検出システムは第二キャリブレーション装置をさらに備える。前記第二キャリブレーション装置は、前記レベル計で計測した、前記ピットの第一側壁上の所定の測定点の水平方向座標及び高さと、前記第一側壁と垂直な第二側壁上の所定の測定点の水平方向座標及び高さとを基にして、前記レベル計での計測結果と前記ピットでの位置とを対応付けるためのキャリブレーションを実施する。 Preferably, the litter quality detection system further includes a second calibration device. The second calibration device performs calibration to correlate the measurement results of the level meter with positions in the pit based on the horizontal coordinate and height of a predetermined measurement point on a first side wall of the pit and the horizontal coordinate and height of a predetermined measurement point on a second side wall perpendicular to the first side wall, both measured by the level meter.
好ましくは、前記特徴量は、ごみに含有される水分量である。 Preferably, the characteristic amount is the amount of moisture contained in the garbage.
本発明は、ピット内に貯蔵されたごみのごみ質検出方法に関する。このごみ質検出方法は、
撮影装置でごみ表面を撮影して画像データを得る工程、
レベル計で、前記ごみの所定の水平方向位置での高さを計測する工程、
前記水平方向位置及び高さと前記画像データとを基にして、ごみ質を評価する際の単位領域となる所定の仮想領域の、前記画像データにおける境界を計算する工程
及び
前記境界内の画像データから、この仮想領域のごみの特徴量を求める工程
を含む。
The present invention relates to a method for detecting the quality of garbage stored in a pit, the method comprising the steps of:
A step of photographing the surface of the rubbish with an imaging device to obtain image data;
measuring the height of the waste at a predetermined horizontal position with a level meter;
The method includes the steps of: calculating the boundary in the image data of a specified virtual area that serves as a unit area for evaluating litter quality based on the horizontal position and height and the image data; and determining the characteristic quantities of litter in this virtual area from the image data within the boundary.
好ましくは、前記ごみ質検出方法は、前記撮影装置のキャリブレーション工程をさらに含む。この撮影装置のキャリブレーション工程は、
クレーンの所定の測定点を、ピット内の複数の異なる場所に位置させて前記撮影装置を用いて撮影し画像データを得る工程
及び
前記測定点の前記画像データでの座標を基に、前記画像データでの座標と前記ピットでの位置とを対応付けるためのキャリブレーションを実施する工程
を含む。
Preferably, the litter quality detection method further includes a step of calibrating the image capturing device, the step of calibrating the image capturing device comprising:
The method includes the steps of: positioning specific measurement points of the crane at a number of different locations within the pit, photographing them using the photographing device, and obtaining image data; and performing a calibration step to associate the coordinates in the image data of the measurement points with their positions in the pit, based on the coordinates in the image data of the measurement points.
好ましくは、前記ごみ質検出方法は、前記レベル計のキャリブレーション工程をさらに含む。このレベル計のキャリブレーション工程は、
前記レベル計で、前記ピットの第一側壁上の所定の測定点の水平方向座標及び高さと、前記第一側壁と垂直な第二側壁上の所定の測定点の水平方向座標及び高さとを計測する工程
及び
前記計測の結果を基に、前記レベル計での計測結果と前記ピットでの位置とを対応付けるためのキャリブレーションを実施する工程
を含む。
Preferably, the method for detecting litter quality further includes a step of calibrating the level meter. The step of calibrating the level meter includes:
The method includes the steps of: measuring, using the level meter, the horizontal coordinate and height of a specified measurement point on a first side wall of the pit, and the horizontal coordinate and height of a specified measurement point on a second side wall perpendicular to the first side wall; and performing calibration based on the results of the measurements to correlate the measurement results of the level meter with a position in the pit.
本発明に係るごみ貯蔵施設は、ごみを貯蔵するピットと、このごみを攪拌するクレーンと、ごみ質検出システムとを備える。前記ごみ質検出システムは、前記ごみを撮影し画像データを得る撮影装置と、前記ごみの、所定の水平方向位置での高さを計測するレベル計と、前記水平方向位置及び高さと前記画像データとを基にして、ごみ質を評価する際の単位領域となる所定の仮想領域の、前記画像データにおける境界を計算する境界計算装置と、前記境界内の画像データから、この仮想領域のごみの特徴量を求める特徴量計算装置とを備える。前記クレーンは、前記ごみの特徴量に基づいてごみを攪拌する。 The waste storage facility of the present invention comprises a pit for storing waste, a crane for stirring the waste, and a waste quality detection system. The waste quality detection system comprises a photographing device for photographing the waste and obtaining image data, a level gauge for measuring the height of the waste at a predetermined horizontal position, a boundary calculation device for calculating the boundary in the image data of a predetermined virtual area that serves as a unit area when evaluating waste quality based on the horizontal position and height and the image data, and a feature calculation device for determining the feature values of the waste in this virtual area from the image data within the boundary. The crane stirs up the waste based on the feature values of the waste.
本発明に係るごみ質検出システムでは、撮影装置が撮影したごみの画像データと、レベル計が測定したごみの所定の水平方向位置での高さから、画像データにおける仮想領域の境界が計算される。それぞれの仮想領域の境界内の画像データから、ごみの特徴量が計算される。これにより、画像データにおいてごみの特徴量を計算した領域と、実際のごみの表面の領域とが、精度よく対応付けられている。本ごみ質検出システムを使用することで、効率的なごみ質の均一化が実現できる。 In the litter quality detection system of the present invention, the boundaries of virtual areas in the image data are calculated from image data of the litter captured by the camera device and the height of the litter at a specified horizontal position measured by the level meter. The litter features are calculated from the image data within the boundaries of each virtual area. This allows the area in the image data where the litter features have been calculated to correspond accurately to the area of the actual litter surface. By using this litter quality detection system, efficient uniformity of litter quality can be achieved.
以下、適宜図面が参照されつつ、好ましい実施形態に基づいて本発明が詳細に説明される。 The present invention will now be described in detail based on a preferred embodiment, with reference to the drawings as appropriate.
[第一の実施形態]
図1は、本発明に係るごみ質検出システム2を備える、ごみ貯蔵設備1が示された概略図である。このごみ貯蔵設備1は、ピット4、クレーン6及びごみ質検出システム2を備える。図1には、焼却炉(図示されず)へのごみの投入口であるホッパ8、及びピット4に貯蔵されたごみ(貯蔵ごみ10)も示されている。図2は、ピット4、クレーン6の一部及びごみ質検出システム2が拡大されて示された概略図である。
[First embodiment]
Fig. 1 is a schematic diagram showing a
ピット4は、ごみを一時的に貯蔵する。ピット4は、4つの側壁12(第一側壁12a、第二側壁12b、第三側壁12c及び第四側壁12d)と床とに囲まれた、箱状を呈する。第一側壁12aの法線方向は、第二側壁12bの法線方向及び第四側壁12dの法線方向と直交する。第三側壁12cの法線方向は、第二側壁12bの法線方向及び第四側壁12dの法線方向と直交する。床の法線方向は、これら4つの側壁12の法線方向のいずれもと直交する。図示されないが、少なくとも一つの側壁12には、ごみをピット4内に投入するための、投入扉が設けられている。
The
ピット4内での位置を特定するために、ピット4では三次元の基準座標軸が定義されている。図2では、この座標軸は、互いに直交するx軸、y軸及びz軸で示されている。x軸及びy軸が水平方向座標軸であり、z軸が垂直方向座標軸である。この実施形態では、x軸は、ピット4の第一側壁12aの法線方向及び第三側壁12cの法線方向と平行であり、y軸は第二側壁12bの法線方向及び第四側壁12dの法線方向と平行である。z軸は、床の法線方向と平行である。基準座標軸は、この決め方に限られない。基準座標軸は、ピット4内での3次元位置を特定できるように決められていればよい。
In order to identify a position within the
ピット4には、ごみ質を評価する際の単位領域となる、「仮想領域14」が定義されている。図2では、仮想領域14の例が、二点鎖線で表されている。図2で示されるように、平面視において、複数の仮想領域14が、二次元に並べられている。ピット4は、複数の仮想領域14に区分けされている。この実施形態では、ピット4は、x軸と平行に延びる複数の仮想的な区分線と、y軸と平行に延びる複数の仮想的な区分線とで、仮想領域14に区分けされている。それぞれの仮想領域14は、平面視において矩形である。この明細書では、平面視におけるこの矩形の頂点と同じ水平方向座標を有する点は、この仮想領域14の頂点と称される。それぞれの仮想領域14の位置及び大きさは、予め決められている。後述するとおり、仮想領域14は、クレーン6でごみを攪拌させるときの、クレーン6がごみを掴む位置決めに使用される。この実施形態では、仮想領域14の大きさは、クレーン6が一度に掴むことができる程度の大きさに設定されている。
In the
図1で示されるとおり、クレーン6は、前後方向(図1の紙面の垂直方向)に延びる一対のレール16、これらのレール16の間に掛け渡されたガータ18、ガーダ上に位置するトロリ20、トロリ20から延びるロープ22、ロープ22を介してトロリ20から吊られたバケット24、及び駆動制御機26を備える。ガータ18がレール16上を前後に移動しトロリ20がガータ18上を左右方向に移動することで、バケット24は前後左右に移動できる。トロリ20がロープ22を巻上げ又は巻き下げることで、バケット24は上下方向に移動できる。バケット24は、ピット4内の所望の位置に移動することができる。バケット24は開閉可能となっている。バケット24は、ごみを掴み又は離すことができる。駆動制御機26は、ガータ18とトロリ20の動きを制御してバケット24を所望の位置に移動させる。駆動制御機26は、バケット24の開閉を制御しうる。これにより、クレーン6は、所定の位置において貯蔵ごみ10を掴み、別の所定の位置に移動させることができる。クレーン6は、バケット24でごみを掴み、このごみをホッパ8へ投入することができる。
1, the
なお、駆動制御機26は、基準座標軸でのガータ18の位置、トロリ20の位置及びロープ22の長さが把握できるようになっている。駆動制御機26は、基準座標軸でのバケット24の座標が把握できる。駆動制御機26は、基準座標軸での所定の座標に、バケット24を移動させることができる。
The
クレーン6の構造は、前記の構造に限られない。クレーン6は、ピット4内の所定の位置の貯蔵ごみ10を掴み、所定の位置に移動させることができればよい。
The structure of the
ごみ質検出システム2は、ピット4内の貯蔵ごみ10のごみ質を検出する。検出されたごみ質は、クレーン6の駆動制御機26に送られ、クレーン6による貯蔵ごみ10の攪拌に利用される。
The garbage
図3に、本発明の一実施形態に係るごみ質検出システム2の構成が示されている。ごみ質検出システム2は、撮影装置28、レベル計30、第一キャリブレーション装置32、第二キャリブレーション装置34、境界計算装置36及び特徴量計算装置38を備える。この図には、後述される境界計算装置36の内部の構成も示されている。この実施形態では、第一キャリブレーション装置32、第二キャリブレーション装置34、境界計算装置36及び特徴量計算装置38は、演算器(コンピュータ)、メモリ及びプログラムで実現されている。これらは、演算器をプログラムで動作させることで実現されている。なお図2では、第一キャリブレーション装置32、第二キャリブレーション装置34、境界計算装置36及び特徴量計算装置38は一つの箱で表されている。
Figure 3 shows the configuration of a litter
撮影装置28は、ピット4内の貯蔵ごみ10を撮影して画像データを得る。図2に示されるように、撮影装置28は、側壁12の上端に取り付けられている。撮影装置28は、全ての仮想領域14が撮影できる位置に、取り付けられる。この実施形態では、撮影装置28は、第三側壁12cの上端に取り付けられている。撮影装置28が取り付けられる位置は、第三側壁12cに限られない。全ての仮想領域14が撮影できれば、撮影装置28が他の位置に取り付けられていてもよい。この実施形態では、撮影装置28は一台である。複数の撮影装置28が、ピット4に取り付けられてもよい。例えば二台の撮影装置28がピット4に取り付けられ、一台の撮影装置28が全仮想領域14のうちの半分の仮想領域14を撮影し、もう一台の撮影装置28が、残りの半分の仮想領域14を撮影してもよい。
The photographing
図示されないが、撮影装置28は、ピット4内の貯蔵ごみ10の表面の画像を撮影するカメラと、貯蔵ごみ10の表面に光を照射する照明器とを備える。このカメラは、通常のRGBカメラである。後述するとおり、この実施形態では、ごみ質検出システム2は、ごみの特徴量として、ごみに含まれる水分量を検出する。このため、この実施形態では、照明器は、水により吸収され易い波長の光(吸収帯光)及び水により吸収され難い波長の光(非吸収帯光)を、別々に照射できる。カメラは、照明器が照射した光の反射光を取り込み、ごみの表面を撮影する。カメラは、照明器を使用せず、自然光により貯蔵ごみ10の表面を撮影することも可能となっている。
Although not shown, the photographing
図示されないが、撮影装置28がフィルタ交換器をさらに備え、照明器が吸収帯光及び非吸収帯光を含む光を照射する構成になっていてもよい。フィルタ交換器は、カメラに、吸収帯光のみを通過させる第一バンドパスフィルタを装着させるか、非吸収帯光のみを通過させる第二バンドパスフィルタを装着させるかを制御する。第一バンドパスフィルタを装着したカメラでの貯蔵ごみ10の撮影と、第二バンドパスフィルタを装着したカメラでの貯蔵ごみ10の撮影とを、別々に行うことが可能となっている。
Although not shown, the photographing
図示されないが、撮影装置28が第一カメラ及び第二カメラを備え、照明器が吸収帯光及び非吸収帯光を含む光を照射する構成になっていてもよい。第一カメラには、吸収帯光のみを通過させる第一バンドパスフィルタが装着されており、第二カメラには、非吸収帯光のみを通過させる第二バンドパスフィルタが装着されている。第一バンドパスフィルタを装着した第一カメラでの貯蔵ごみ10の撮影と、第二バンドパスフィルタを装着した第二カメラでの貯蔵ごみ10の撮影とを、同時又は別々に行うことが可能となっている。
Although not shown, the photographing
撮影装置28の構成は、上記に限られない。例えばカメラとしてスペクトルカメラが使用されてもよく、赤外線カメラが使用されてもよい。撮影装置28は、検出したい特徴量により、種々の構成を取りうる。
The configuration of the
レベル計30は、ピット4内の所定の水平方向位置において、貯蔵ごみ10の高さを計測する。換言すれば、レベル計30は、貯蔵ごみ10の表面の所定の位置において、その三次元座標(x、y、z)を計測する。レベル計30は、側壁12の上端に取り付けられている。この実施形態では、図2に示されるように、レベル計30は、第三側壁12cの上端に取り付けられている。レベル計30が、他の位置に取り付けられていてもよい。この実施形態では、レベル計30は一台である。複数のレベル計30が、ピット4に取り付けられていてもよい。例えば二台のレベル計30がピット4に取り付けられ、一台のレベル計30が全仮想領域14のうちの半分の仮想領域14に位置する貯蔵ごみ10の高さを計測し、もう一台のレベル計30が、残りの半分の仮想領域14に位置する貯蔵ごみ10の高さを計測してもよい。
The
この実施形態では、レベル計30はレーザー距離計である。レベル計30は、レーザービームをごみ表面に向けて照射し、これがごみ表面で反射して戻るまでの時間を計測して、当該位置までの距離dを計測する。照射したレーザービームが基準座標系のx軸となす角度をθx、y軸となす角度をθy、z軸となす角度をθzとしたとき、レベル計30の位置からこの表面位置までのそれぞれの座標軸での距離は、(d×cosθx、d×cosθy、d×cosθz)となる。この距離と、レベル計30の座標とから、ごみ表面の所定位置の三次元座標が得られる。
In this embodiment, the
レベル計30は、図2の矢印Sで示されるように、パルスレーザービームで、単一平面上を放射状にスキャンする。さらにレベル計30は、上下方向にレーザービームが照射できるように、回転できる。これにより、レベル計30は、ピット4内の貯蔵ごみ10の表面の三次元座標を、全面に渡って計測することができる。
The
第一キャリブレーション装置32は、ピット4での位置と、撮影装置28が撮影した画像データでの座標とを対応付けるためのキャリブレーションを行う。この実施形態では、画像データでの座標と基準座標軸での座標とが対応付けられる。詳細には、第一キャリブレーション装置32は、基準座標軸での座標を、撮影装置28が撮影した画像データでの座標に変換する変換式のパラメータを決定する。パラメータが決定された変換式は、後述する境界計算装置36の座標変換部42で使用される。
The
基準座標軸での座標(xb、yb、zb)から撮影装置28での座標(xc、yc、zc)への変換は、以下の式(1)で表される。
第一キャリブレーション装置32でのパラメータの決定では、ピット4内の複数の位置(測定点)について、基準座標系での座標Pi(xbi、ybi、zbi)と、その測定点を撮影装置28で撮影したときの画像データでの座標Qi(ui、vi)との座標セット(Pi、Qi)(i=1、2、・・・)が準備される。
When determining parameters in the
図4に、座標のセット(Pi、Qi)を準備する様子が示されている。この実施形態では、クレーン6のバケット24とロープ22との接続点Mが、測定点とされる。駆動制御機26が、接続点Mを基準座標軸での座標がP1である位置に移動させ、撮影装置28によりこのときのピット4が撮影される。この場所での画像データが得られる。接続点Mを基準座標軸での座標がP2である位置に移動させて、同様の測定がされる。これを繰り返すことで、複数の画像データが得られる。
Figure 4 shows how a set of coordinates (Pi, Qi) is prepared. In this embodiment, the connection point M between the
それぞれの画像データの中の接続点Mの位置を計測して、基準座標軸での座標がPiである測定点の、画像データでの座標Qiが得られる。ピット4内の複数の測定点での座標のセット(Pi、Qi)(i=1、2、・・・)が準備される。この実施形態では、10カ所の測定点において、座標のセットが準備される。
The position of the connection point M in each image data is measured, and the coordinate Qi in the image data of the measurement point whose coordinate on the reference coordinate axis is Pi is obtained. A set of coordinates (Pi, Qi) (i = 1, 2, ...) is prepared for multiple measurement points in the
この実施形態では、画像データの中の接続点Mの座標は、ソフトウエアで計測される。例えば、接続点Mを周囲と異なる色で着色し、この色の位置をソフトウエアで探すことで、接続点Mの座標が得られる。画像データの中の接続点Mの座標が、画像データから、作業者により計測されてもよい。 In this embodiment, the coordinates of connection point M in the image data are measured by software. For example, connection point M is colored a different color from its surroundings, and the position of this color is searched for by software, thereby obtaining the coordinates of connection point M. The coordinates of connection point M in the image data may also be measured by an operator from the image data.
上記の実施形態では、クレーン6の駆動制御機26が接続点Mを座標Piの位置に移動させることで、測定点の基準座標軸での座標Piが得られた。測定点の基準座標軸での座標Piを、レベル計30で計測することで得てもよい。この場合は、後述する第二キャリブレーションを、第一キャリブレーションよりも先に実行する必要がある。
In the above embodiment, the
上記の実施形態では、バケット24とロープ22との接続点Mが測定点とされた。測定点は、この位置に限られない。測定点は、例えばバケット24の先端でもよい。測定点は、ピット4内の所望に場所に位置させることができるように、設定されていればよい。
In the above embodiment, the connection point M between the
第一キャリブレーション装置32は、複数の座標セット(Pi、Qi)が上記の式(1)及び(2)の関係を満たすように、式(1)及び(2)のパラメータを決定する。この決定には、従来の手法が使用される。この実施形態では、この決定は、OpenCV(Open Source Computer Vision Library)の関数を使用して行われる。第一キャリブレーション装置32により、基準座標軸での座標から画像データでの座標への変換式(1)及び(2)のパラメータが決定される。
The
第二キャリブレーション装置34は、ピット4での位置と、レベル計30の計測結果との対応付けを行うための、キャリブレーションを行う。前述のとおり、レベル計30では、レーザービームを照射して計測した対象物までの距離と、このときのレーザービームが基準座標軸となす角度とにより、基準座標軸での対象物の3次元座標が計算される。第二キャリブレーション装置34は、レベル計30がレーザービームを照射する方向と、これが基準座標軸の各軸となす角度との対応付けを行ことで、レベル計30の計測結果を、基準座標での座標に対応付ける。このために、ピット4内の複数の位置(測定点)について、レベル計30で計測した座標が用意される。
The
図5には、レベル計30で、測定点の座標を用意する様子が示されている。この実施形態では、測定点は、ピット4の側壁12に設けられる。この実施形態では、レベル計30は、第一側壁12a上の3個の測定点A、B及びC、並びに第二側壁12b上の3個の測定点D、E及びFの座標を測定する。測定点A、B及びCは、これらが1つの直線上に並んでいなければ、第一側壁12a上のどこに位置していてもよい。測定点D、E及びFは、これらが1つの直線上に並んでいなければ、第二側壁12b上のどこに位置していてもよい。
Figure 5 shows how the coordinates of the measurement points are prepared by the
第二キャリブレーション装置34は、測定点A、B及びCの座標から、第一側壁12aの法線方向(x軸と平行な方向)を特定し、測定点D、E及びFの座標から、第二側壁12bの法線方向(y軸と平行な方向)を特定する。ピット4の床の法線方向(z軸と平行な方向)は、x軸と平行な方向及びy軸と平行な方向のいずれもに垂直な方向として、特定される。第二キャリブレーション装置34は、これらの座標軸の方向と、レベル計30が有する座標軸の方向とから、基準座標軸とレベル計30が有する座標軸との角度を求める。換言すれば、第二キャリブレーション装置34は、レベル計30がレーザービームを出す方向と、これが基準座標軸の各軸となす角度とを対応付ける。これを用いることでレベル計30は、境界計算装置36で使用されるごみの座標を、基準座標系の座標で出力できる。
The
測定点の設け方は、上記に限られない。図示されないが、例えば、第一側壁12aに高さが等しい2つの測定点G及びHが設けられ、第二側壁12bに高さが等しい2つの測定点I及びJが設けられてもよい。これらの測定点の印をあらかじめ側壁12に付しておき、レベル計30が、これらの印の座標を計測する。第二キャリブレーション装置34は、測定点Gの座標と測定点Hの座標の差のベクトルから、y軸と平行な方向を特定し、測定点Iの座標と測定点Jの座標の差のベクトルから、x軸と平行な方向を特定する。z軸と平行な方向は、x軸と平行な方向及びy軸と平行な方向のいずれも垂直な方向として、特定できる。第二キャリブレーション装置34は、これらの座標軸の方向を特定することで、レベル計30がレーザービームを出す方向と、これが基準座標軸の各軸となす角度とを対応付ける。
The method of providing the measurement points is not limited to the above. Although not shown, for example, two measurement points G and H having the same height may be provided on the
境界計算装置36は、撮影装置28が撮影した画像データと、レベル計30が計測した所定の位置におけるごみの高さとから、貯蔵ごみ10の表面での仮想領域14の境界を計算する。図3に示されるように、境界計算装置36は、境界点設定部40、座標変換部42及び境界設定部44を備える。
The
境界点設定部40は、それぞれの仮想領域14について、貯蔵ごみ10の表面におけるこの仮想領域14を表すための点(境界点)を複数設定する。この実施形態では、貯蔵ごみ10の表面上での仮想領域14の頂点が、この境界点として設定される。例えば仮想領域14の、4つの頂点のxy平面での座標が(x1、y1)、(x2、y1)、(x2、y2)、(x1、y2)であり、レベル計30で計測された貯蔵ごみ10表面でのそれぞれの頂点の高さが、z1、z2、z3及びz4であったとき、座標が(x1、y1、z1)、(x2、y1、z2)、(x2、y2、z3)、(x1、y2、z4)である4つの点が、境界点として設定される。
For each
図6に、境界点設定の様子が示されている。図6(a)は撮影装置28が撮影した貯蔵ごみ10の画像データの例であり、図6(b)はこの貯蔵ごみ10を、x軸に平行な仮想領域14の区分線の位置において、x軸-z軸平面で見た図である。図6(b)において、二点差線は、y軸に平行な区分線の位置を表す。図6(b)において、符号p1及びp2が図の最も左に位置する仮想領域14の境界点を表す。符号p2及びp3が、図の左から2番目に位置する仮想領域14の境界点を表す。
Figure 6 shows how boundary points are set. Figure 6(a) is an example of image data of stored
座標変換部42では、それぞれの境界点の基準座標軸での座標が、画像データでの座標に変換される。この変換では、第一キャリブレーション装置32によりパラメータが設定済みの式(1)及び(2)が使用される。これにより、画像データでの境界点の座標(u1、v1)、(u2、v2)、(u3、v3)、(v4、v4)が得られる。それぞれの仮想領域14において、この変換が実施される。図6(a)には、一部の仮想領域14について、得られた画像データでの境界点が示されている。図6(a)において、貯蔵ごみ10の表面に重ねて描かれた四角形の頂点が、上記変換によって得られた、画像データでの境界点である。
In the coordinate
境界設定部44は、画像データでの境界点を結ぶことで画像データでの仮想領域14の境界を設定する。図6(a)では、一部の仮想領域14について、画像データにおいて設定された仮想領域14の境界が示されている。
The
上記の実施形態では、貯蔵ごみ10の表面における仮想領域14の四つの頂点が、境界点として設定された。境界点の数をこれより増やしてもよい。例えば、これら四つの頂点のうち隣接する頂点の中点を、境界点として追加してもよい。この場合、境界点の数は8となり、それらの座標は、(x1、y1、z1)、((x1+x2)/2、y1、z5)、(x2、y1、z2)、(x2、(y1+y2)/2、z6)、(x2、y2、z3)、((x1+x2)/2、y2、z7)、(x1、y2、z4)、(x1、(y1+y2)/2、z8)となる。ここで、z5、z6、z7及びz8は、それぞれ追加した中点での貯蔵ごみ10の高さである。座標変換部42がこれらの座標を変換し、境界設定部44が画像データでの境界点を結ぶことで、画像データでの仮想領域14が決定される。
In the above embodiment, the four vertices of the
仮想領域14での貯蔵ごみ10の表面の形状により、付加する境界点の位置を変えてもよい。例えば、隣接する頂点の間で、最も高さが高い点又は最も高さが低い点が、境界点として付加されてもよい。
The position of the added boundary point may be changed depending on the shape of the surface of the stored
仮想領域14での貯蔵ごみ10の表面の形状により、境界点の数を変えてもよい。例えば、貯蔵ごみ10の表面での凹凸の高低差が所定の値より大きい仮想領域14では境界点の数が上記の8とされ、凹凸の高低差がこの所定の値以下である仮想領域14では境界点の数が上記の4とされてもよい。
The number of boundary points may be changed depending on the shape of the surface of the stored
特徴量計算装置38は、画像データでの仮想領域14毎に、ごみの特徴量を求める。すなわち、仮想領域14は、ごみの特徴量を求める際の評価単位となる。この実施形態では、ごみの特徴量として、ごみに含有される水分量が検出される。この実施形態では、特徴量計算装置38には、ピット4内の貯蔵ごみ10に対して、吸収帯光を照射して撮影した画像データ(水分評価画像)及び非吸収帯光を照射して撮影した画像データ(参照画像)が使用される。水分評価画像では、水分量が多いごみでは光が多く吸収されるため、暗い画像となる。参照画像では、水分で吸収される光の量が少ないため、水分量が多いごみでも明るい画像となる。水分評価画像及び参照画像のそれぞれの画像データについて、境界計算装置36により、仮想領域14が決定されている。
The feature
水分評価画像として、カメラに第一バンドパスフィルタを装着させて撮影した画像データを使用し、参照画像として、カメラに第二バンドパスフィルタを装着させて撮影した画像データを使用してもよい。これらの撮影においては、照明器は、吸収帯光及び非吸収帯光をいずれも含む光を照射する。 As the moisture evaluation image, image data captured with a camera equipped with a first bandpass filter may be used, and as the reference image, image data captured with a camera equipped with a second bandpass filter may be used. In these captures, the illuminator irradiates light that includes both absorbed and non-absorbed band light.
この実施形態では、特徴量計算装置38は、それぞれの仮想領域14に対し、水分評価画像での平均輝度Lw及び参照画像での平均輝度Lrを計算する。これらの差(Lr-Lw)が、この仮想領域14の水分量を表す特徴量とされる。この差(Lr-Lw)が大きいほど、水分量が多いと判定される。この差が大きいほど、ごみ質が低いとされる。
In this embodiment, the
水分量を表す特徴量の計算方法は、上記に限られない。平均輝度Lwと平均輝度Lrとの比(Lw/Lr)が、この仮想領域14の水分量を表す特徴量とされてもよい。この比(Lw/Lr)が小さいほど、水分量が多いと判定される。また、参照画像に対する水分評価画像の平均輝度の減衰率((Lr-Lw)/Lr)が、この仮想領域14の水分量を表す特徴量とされてもよい。この減衰率((Lr-Lw)/Lr)が大きいほど、水分量が多いと判定される。
The method of calculating the feature representing the moisture content is not limited to the above. The ratio (Lw/Lr) of the average brightness Lw to the average brightness Lr may be used as the feature representing the moisture content of this
以下では、このごみ質検出システム2を使用した、ごみ質検出方法が説明される。このごみ質検出方法は、
(A)撮影装置28のキャリブレーション工程、
(B)レベル計30のキャリブレーション工程
及び
(C)ごみ質検出工程
を含む。
前記(A)の工程は、通常撮影装置28を設置したときや、部品を交換したとき等の撮影装置28の状態が変化したときに、実施される。前記(B)の工程は、通常レベル計30を設置したときや、部品を交換したとき等のレベル計30の状態が変化したときに、実施される。(A)の工程及び(B)の工程は、精度良くごみ質を検出するための、準備工程である。前記(C)の工程は、ごみ質を検出する際に、毎回実施される。
A method for detecting litter quality using the litter
(A) a calibration step of the
(B) a calibration process for the
The step (A) is normally performed when the
上記(A)の工程では、第一キャリブレーション装置32が使用される。この工程は、
(A1)撮影装置28を用いて、クレーン6の所定の測定点を、ピット4内の異なる複数の場所に位置させたそれぞれの場合の画像データを得る工程
及び
(A2)画像データでの測定点の座標を基に、画像データでの座標と基準座標軸での座標とを対応付けるためのキャリブレーションを実施する工程
を含む。
In the above step (A), a
The method includes (A1) using an
上記(A1)の工程では、測定点を、基本座標軸での座標がP1である場所に位置させてこれを撮影装置28で撮影することで、画像データを得る。測定点を、基本座標軸での座標がP2である位置に移動させてこれを撮影装置28で撮影することで、別の画像データを得る。これを繰り返すことで、クレーン6に設けられた測定点をピット4内の複数の異なる場所に位置させたときの画像データが得られる。
In the above step (A1), the measurement point is positioned at a location whose coordinate is P1 on the basic coordinate axes and photographed by the photographing
上記(A2)の工程では、それぞれの画像データから測定点の座標を測定することで、座標Qiが得られる。これによって、複数の座標セット(Pi、Qi)が得られる。座標セット(Pi、Qi)が上記式(1)及び(2)を満たすように、式(1)及び(2)のパラメータが、OpenCVの関数を使用して決められる。 In the above step (A2), the coordinates of the measurement points are measured from each image data to obtain coordinates Qi. This results in multiple coordinate sets (Pi, Qi). The parameters of equations (1) and (2) are determined using OpenCV functions so that the coordinate set (Pi, Qi) satisfies the above equations (1) and (2).
上記(A1)の工程で、一つの測定点を撮影し、この画像データから座標Qiを得た後に、次の測定点を撮影してもよい。この場合、上記(A2)の工程では、式(1)及び(2)のパラメータを決める処理が実施される。 In the above step (A1), one measurement point may be photographed, and the coordinate Qi may be obtained from the image data, after which the next measurement point may be photographed. In this case, in the above step (A2), a process is carried out to determine the parameters of equations (1) and (2).
測定点の基準座標系での座標は、レベル計30で計測されてもよい。この場合、(A1)の工程で、撮影装置28でピット4を撮影するとともに、レベル計30で測定点の座標が測定される。上記(A2)の工程では、式(1)及び(2)のパラメータを決める処理が実施される。
The coordinates of the measurement point in the reference coordinate system may be measured by the
上記(B)の工程では、第二キャリブレーション装置34が使用される。この工程は、
(B1)第一側壁12aに位置する複数の測定点と、第一側壁12aと垂直な第二側壁12bに位置する複数の測定点について、これの座標をレベル計30で計測する工程
及び
(B2)上記の計測結果を基に、レベル計30で計測結果と基準座標軸での座標とを対応付けるためのキャリブレーションをする工程
を含む。
In the above step (B), the
(B1) a step of measuring the coordinates of a plurality of measurement points located on the
上記(B2)の工程では、(B1)の工程でレベル計30により計測された測定点の座標から、レベル計30がレーザービームを照射する方向と、これが基準座標軸の各軸となす角度との対応付けが行われる。
In the above step (B2), the direction in which the
上記(C)の工程では、ピット4内の貯蔵ごみ10の、ごみ質が検出される。この工程は、
(C1)貯蔵ごみ10表面を撮影して画像データを得る工程
(C2)貯蔵ごみ10の高さを計測する工程
(C3)貯蔵ごみ10の表面での仮想領域14を表すための境界点を設定する工程
(C4)境界点の座標を画像データでの座標に変換する工程
(C5)画像データで仮想領域14の境界を設定する工程
及び
(C6)画像データでの仮想領域14毎に、ごみの特徴量を検出する工程
を含む。
In the above step (C), the quality of the
The process includes: (C1) photographing the surface of the stored
上記(C1)の工程と(C2)の工程とは、どちらが先に実施されてもよい。ただし、(C1)の工程と(C2)の工程とは、できるだけ時間を空けずに実施するのが好ましい。(C1)の工程が実施されるときと(C2)の工程が実施されるときとで、ピット4内のごみの状態が変化しない時間間隔で、これらが実施されるのが好ましい。
Either of the above steps (C1) and (C2) can be carried out first. However, it is preferable to carry out steps (C1) and (C2) with as little time between them as possible. It is preferable to carry out steps (C1) and (C2) with a time interval such that the state of the garbage in
上記(C1)の工程では、撮影装置28を使用し、貯蔵ごみ10の表面が撮影される。この実施形態では、吸収帯光を照射して撮影した水分評価画像と、非吸収帯光を使用して撮影した参照画像とが得られる。
In the above step (C1), the surface of the stored
上記(C2)の工程では、レベル計30を使用して、所定の位置における貯蔵ごみ10の高さが計測される。貯蔵ごみ10の表面の座標が得られる。
In the above step (C2), the height of the stored
上記(C3)の工程では、境界計算装置36が使用される。貯蔵ごみ10の表面での仮想領域14の頂点が、境界点として設定される。
In the above step (C3), the
上記(C4)の工程では、それぞれの境界点の基準座標軸での座標が、前述の式(1)及び式(2)により、画像データでの座標に変換される。 In step (C4) above, the coordinates of each boundary point on the reference coordinate axis are converted to coordinates in the image data using the above-mentioned formulas (1) and (2).
上記(C5)の工程では、水分評価画像と参照画像のそれぞれについて、画像データでの境界点を結ぶことで、画像データでの仮想領域14の境界が設定される。
In the above step (C5), the boundary of the
上記(C6)の工程では、それぞれの仮想領域14の境界内において、水分評価画像での平均輝度と参照画像での平均輝度が計算される。水分評価画像での平均輝度と、参照画像での平均輝度が比較される。これにより、それぞれの仮想領域14に対して、その水分量が特徴量として検出される。
In the above step (C6), the average brightness in the moisture assessment image and the average brightness in the reference image are calculated within the boundary of each
ごみ質検出システム2で検出されたごみ質は、クレーン6の駆動制御機26に送られて、クレーン6での貯蔵ごみ10の攪拌に使用される。例えば、クレーン6は、水分量が多い仮想領域14のごみを掴み、水分量が少ない仮想領域14に落下させる。このとき、例えば、水分量が最も多い仮想領域14のごみを水分量が最も少ない仮想領域14に落下させ、水分量が次に多い仮想領域14のごみを水分量が次に少ない仮想領域14に落下させる。この攪拌後のごみに対して、ごみ質検出システム2により、上記(C1)-(C6)の工程が実施され、ごみ質が検出される。ごみ質検出システム2によるごみ質の検出と、クレーン6による攪拌とが、所定回数繰り返される。ごみ質の検出と攪拌との繰り返しにより、ごみ質が均一化される。
The garbage quality detected by the garbage
以下、本発明の作用効果が説明される。 The effects of the present invention are explained below.
本発明に係るごみ質検出システム2では、撮影装置28が撮影した貯蔵ごみ10の画像データと、レベル計30が測定した貯蔵ごみ10の所定の水平方向座標での高さから、画像データにおける仮想領域14の境界が計算される。それぞれの仮想領域14内の画像データから、ごみの特徴量が計算される。この検出システム2では、画像データにおける仮想領域14の境界を計算し、この仮想領域14内でごみの特徴量を計算するため、画像データにおいてごみの特徴量を計算した領域と、実際の貯蔵ごみ10の表面の領域とが、精度よく対応付けられる。本ごみ質検出システム2を使用することで、効率的なごみ質の均一化が実現できる。
In the litter
この実施形態では、貯蔵ごみ10の表面での仮想領域14の頂点が境界点とされ、境界点の座標を基に、仮想領域14の画像データでの境界点の座標が計算されている。画像データでの境界点の座標から、画像データにおける仮想領域14の境界が計算されている。この方法は、簡易である。この方法では、効率的に画像データにおける仮想領域14の境界が計算できる。
In this embodiment, the vertices of the
この実施形態では、クレーン6の所定位置を測定点とし、この測定点を、ピット4内の複数の異なる場所に位置させて撮影装置28で撮影する。これにより得られた画像データでの測定点の座標と、この測定点の基準座標軸での座標とのセットが準備される。これらの座標のセットを基にして、基準座標軸での座標と、画像データでの座標との対応付けのためのパラメータが決められる。このごみ質検出システム2では、測定点を、ピット4内の所望の位置とすることができる。この方法では、精度良く基準座標軸での座標と画像データでの座標とが対応付けられる。
In this embodiment, a predetermined position of the
この実施形態では、クレーン6の所定位置が測定点とされているため、測定点の基準座標軸での座標は、クレーン6の駆動制御機26が把握できる。これにより、簡易に測定点の基準座標軸での座標が得られる。
In this embodiment, a specific position of the
測定点の基準座標軸での座標が、レベル計30で計測されてもよい。これにより、精度良く測定点の基準座標軸での座標が得られる。
The coordinates of the measurement point on the reference coordinate axis may be measured by the
この実施形態では、ピット4の第一側壁12a上に設けられた所定の測定点、及び第一側壁12aと垂直な第二側壁12b上に設けられた所定の測定点を、レベル計30で計測した座標と、これらの基準座標軸での座標とを基にして、レベル計30での座標と基準座標軸での座標とが対応付けられる。この方法では、簡易に、精度良く、レベル計30での座標と基準座標軸での座標との対応付けが、可能となっている。
In this embodiment, the coordinates of a specific measurement point provided on the
[第二の実施形態]
図7は、本発明の他の実施形態に係るごみ質検出システム50が示されたブロック図である。このごみ質検出システム50は、境界計算装置52を除き、図3の実施形態のごみ質検出システム2と同じである。以下では、境界計算装置52について説明がされる。図7に示されるように、境界計算装置52は、仮想領域平均高さ計算部54、境界点設定部56、座標変換部58及び境界設定部60を備える。
[Second embodiment]
Fig. 7 is a block diagram showing a litter
仮想領域平均高さ計算部54では、レベル計30で計測した貯蔵ごみ10の表面の座標から、それぞれの仮想領域14での、貯蔵ごみ10の平均高さが計算される。
The virtual area average
境界点設定部56では、それぞれの仮想領域14について、この仮想領域14の平均高さ位置でのこの仮想領域14の頂点が、境界点として設定される。図8に、境界点の設定の様子が示されている。図8(a)は撮影装置28が撮影した貯蔵ごみ10の画像データの例であり、図8(b)はこの貯蔵ごみ10を、x軸に平行な仮想領域14の区分線の位置において、x軸-z軸平面で見た図である。図8(b)の符号Hが、仮想領域14の平均高さを有する水平な平面を表す。この平面Hの位置での仮想領域14の頂点が、境界点として設定される。例えば、一つの仮想領域14の頂点の、貯蔵ごみ10の表面での座標が(x1、y1、z1)、(x2、y1、z2)、(x2、y2、z3)及び(x1、y2、z4)であり、この仮想領域14の貯蔵ごみ10の平均高さがzaであったとき、座標が(x1、y1、za)、(x2、y1、za)、(x2、y2、za)及び(x1、y2、za)である4つの点が、境界点として設定される。図8(b)において、符号p1及びp2が図の最も左に位置する仮想領域14の境界点を表す。符号p3及びp4が、図の左から2番目に位置する仮想領域14の境界点を表す。
In the boundary
座標変換部58では、それぞれの境界点の座標が、画像データでの座標に変換される。この変換は、上記の(1)式及び(2)により行われる。これにより、境界点の画像データでの座標(u1、v1)、(u2、v2)、(u3、v3)、(v4、v4)が得られる。図8(a)には、一部の仮想領域14について、得られた画像データでの境界点が示されている。図8(a)において、貯蔵ごみ10の表面に重ねて描かれた四角形の頂点が、上記変換によって得られた、画像データでの境界点である。
In the coordinate
境界設定部60では、画像データでの境界点を結ぶことで、画像データでの仮想領域14の境界が設定される。図8(a)に、一部の仮想領域14について、画像データにおいて設定された仮想領域14の境界が示されている。
The
上記の実施形態では、仮想領域14においてごみの平均高さが計算され、それぞれの仮想領域14について、この仮想領域14の平均高さ位置での仮想領域14の頂点が、境界点として設定された。仮想領域14においてごみの中央高さ(最も高い場所と低い場所との中央の高さ)が計算され、それぞれの仮想領域14について、この仮想領域14の中央高さ位置での仮想領域14の頂点が、境界点として設定されてもよい。
In the above embodiment, the average height of the garbage in the
この実施形態では、それぞれの仮想領域14について、基準座標軸におけるこの仮想領域14での貯蔵ごみ10の平均高さ又は中央高さが計算され、この高さでの仮想領域14の頂点を基に、画像データでの境界点の座標が計算されている。画像データでの境界点の座標から、画像データにおける仮想領域14の境界が計算される。この方法は、簡易である。この方法では、効率的に画像データにおける仮想領域14の境界が計算できる。
In this embodiment, for each
以上説明されたとおり、このごみ質検出システムでは、画像データにおいてごみの特徴量を計算した領域と、実際のごみの表面の領域が、簡易に精度よく対応付けられうる。このごみ質検出システムを使用することで、効率的なごみ質の均一化が実現できる。このことから、本発明の優位性は明らかである。 As explained above, with this litter quality detection system, the area in the image data where the litter features have been calculated can be easily and accurately matched to the actual litter surface area. By using this litter quality detection system, it is possible to efficiently standardize litter quality. This clearly shows the superiority of the present invention.
以上説明されたごみ質検出システムは、種々のごみ貯蔵施設に適用されうる。 The waste quality detection system described above can be applied to a variety of waste storage facilities.
1・・・ごみ貯蔵設備
2・・・ごみ質検出システム
4・・・ピット
6・・・クレーン
8・・・ホッパ
10・・・貯蔵ごみ
12・・・側壁
14・・・仮想領域
22・・・ロープ
24・・・バケット
26・・・駆動制御機
28・・・撮影装置
30・・・レベル計
32・・・第一キャリブレーション装置
34・・・第二キャリブレーション装置
36、52・・・境界計算装置
38・・・特徴量計算装置
40、56・・・境界点設定部
42、58・・・座標変換部
44、60・・・境界設定部
Reference Signs List 1: Waste storage facility 2: Waste quality detection system 4: Pit 6: Crane 8: Hopper 10: Stored waste 12: Side wall 14: Virtual area 22: Rope 24: Bucket 26: Drive controller 28: Photography device 30: Level gauge 32: First calibration device 34:
Claims (8)
前記ごみを撮影し画像データを得る撮影装置と、
前記ごみの、所定の水平方向位置での高さを計測するレベル計と、
前記水平方向位置及び高さと前記画像データとを基にして、ごみ質を評価する際の単位領域となる所定の仮想領域の、前記画像データにおける境界を計算する境界計算装置と、
前記境界内の画像データから、前記仮想領域のごみの特徴量を求める特徴量計算装置と
を備え、
前記境界計算装置が、前記ごみの表面での前記仮想領域の頂点の水平方向位置及び高さを基に、前記画像データにおける前記仮想領域の境界を計算する、ごみ質検出システム。 A garbage quality detection system for garbage stored in a pit, comprising:
an imaging device for imaging the dust and obtaining image data;
A level meter for measuring the height of the waste at a predetermined horizontal position;
a boundary calculation device that calculates a boundary in the image data of a predetermined virtual area that serves as a unit area when evaluating the quality of litter, based on the horizontal position and height and the image data;
a feature amount calculation device for calculating a feature amount of the dust in the virtual area from the image data within the boundary ,
A litter quality detection system , wherein the boundary calculation device calculates the boundary of the virtual area in the image data based on the horizontal positions and heights of the vertices of the virtual area on the surface of the litter .
前記ごみを撮影し画像データを得る撮影装置と、
前記ごみの、所定の水平方向位置での高さを計測するレベル計と、
前記水平方向位置及び高さと前記画像データとを基にして、ごみ質を評価する際の単位領域となる所定の仮想領域の、前記画像データにおける境界を計算する境界計算装置と、
前記境界内の画像データから、前記仮想領域のごみの特徴量を求める特徴量計算装置と
を備え、
前記境界計算装置が、前記仮想領域での前記ごみの平均高さ位置における、前記仮想領域の頂点の水平方向位置及び高さを基に、前記画像データにおける前記仮想領域の境界を計算する、ごみ質検出システム。 A garbage quality detection system for garbage stored in a pit, comprising:
an imaging device for imaging the dust and obtaining image data;
A level meter for measuring the height of the waste at a predetermined horizontal position;
a boundary calculation device that calculates a boundary in the image data of a predetermined virtual area that serves as a unit area when evaluating the quality of litter, based on the horizontal position and height and the image data;
a feature amount calculation device for calculating a feature amount of the dust in the virtual area from the image data within the boundary;
Equipped with
A garbage quality detection system, wherein the boundary calculation device calculates the boundary of the virtual area in the image data based on the horizontal position and height of the vertex of the virtual area at the average height position of the garbage in the virtual area.
前記ごみを撮影し画像データを得る撮影装置と、
前記ごみの、所定の水平方向位置での高さを計測するレベル計と、
前記水平方向位置及び高さと前記画像データとを基にして、ごみ質を評価する際の単位領域となる所定の仮想領域の、前記画像データにおける境界を計算する境界計算装置と、
前記境界内の画像データから、前記仮想領域のごみの特徴量を求める特徴量計算装置と
を備え、
第一キャリブレーション装置をさらに備え、
前記第一キャリブレーション装置が、前記ピット内で使用されるクレーンの所定の測定点を、前記ピット内の複数の異なる場所に位置させて前記撮影装置で撮影した画像データを基に、前記画像データでの座標と前記ピットでの位置とを対応付けるためのキャリブレーションを実施する、ごみ質検出システム。 A garbage quality detection system for garbage stored in a pit, comprising:
an imaging device for imaging the dust and obtaining image data;
A level meter for measuring the height of the waste at a predetermined horizontal position;
a boundary calculation device that calculates a boundary in the image data of a predetermined virtual area that serves as a unit area when evaluating the quality of litter, based on the horizontal position and height and the image data;
a feature amount calculation device for calculating a feature amount of the dust in the virtual area from the image data within the boundary;
Equipped with
Further comprising a first calibration device;
A garbage quality detection system in which the first calibration device performs calibration to correspond the coordinates in the image data to the position in the pit based on image data captured by the photographing device by positioning a specific measurement point of a crane used in the pit at multiple different locations within the pit.
前記ごみを撮影し画像データを得る撮影装置と、
前記ごみの、所定の水平方向位置での高さを計測するレベル計と、
前記水平方向位置及び高さと前記画像データとを基にして、ごみ質を評価する際の単位領域となる所定の仮想領域の、前記画像データにおける境界を計算する境界計算装置と、
前記境界内の画像データから、前記仮想領域のごみの特徴量を求める特徴量計算装置と
を備え、
第二キャリブレーション装置をさらに備え、
前記第二キャリブレーション装置が、前記レベル計で計測した、前記ピットの第一側壁上の所定の測定点の水平方向座標及び高さと、前記第一側壁と垂直な第二側壁上の所定の測定点の水平方向座標及び高さとを基にして、前記レベル計での計測結果と前記ピットでの位置とを対応付けるためのキャリブレーションを実施する、ごみ質検出システム。 A garbage quality detection system for garbage stored in a pit, comprising:
an imaging device for imaging the dust and obtaining image data;
A level meter for measuring the height of the waste at a predetermined horizontal position;
a boundary calculation device that calculates a boundary in the image data of a predetermined virtual area that serves as a unit area when evaluating the quality of litter, based on the horizontal position and height and the image data;
a feature amount calculation device for calculating a feature amount of the dust in the virtual area from the image data within the boundary;
Equipped with
Further comprising a second calibration device;
A garbage quality detection system in which the second calibration device performs calibration to correspond the measurement results of the level meter to a position in the pit based on the horizontal coordinate and height of a specified measurement point on a first side wall of the pit and the horizontal coordinate and height of a specified measurement point on a second side wall perpendicular to the first side wall , measured by the level meter.
撮影装置でごみ表面を撮影して画像データを得る工程、
レベル計で、前記ごみの所定の水平方向位置での高さを計測する工程、
前記水平方向位置及び高さと、前記画像データとを基にして、ごみ質を評価する際の単位領域となる所定の仮想領域の、前記画像データにおける境界を計算する工程
及び
前記境界内の画像データから、この仮想領域のごみの特徴量を求める工程
を含み、
前記撮影装置のキャリブレーション工程をさらに含み、
前記撮影装置のキャリブレーション工程が、
クレーンの所定の測定点を、ピット内の複数の異なる場所に位置させて前記撮影装置を用いて撮影し画像データを得る工程
及び
前記測定点の前記画像データでの座標を基に、前記画像データでの座標と前記ピットでの位置とを対応付けるためのキャリブレーションを実施する工程
を含む、ごみ質検出方法。 A method for detecting the quality of garbage stored in a pit, comprising the steps of:
A step of photographing the surface of the rubbish with an imaging device to obtain image data;
measuring the height of the waste at a predetermined horizontal position with a level meter;
The method includes a step of calculating a boundary in the image data of a predetermined virtual area that is a unit area for evaluating the quality of litter based on the horizontal position and height and the image data, and a step of obtaining a feature amount of litter in this virtual area from the image data within the boundary ,
The method further includes a step of calibrating the image capture device,
The calibration step of the imaging device includes:
A process of positioning a predetermined measurement point of the crane at a plurality of different locations in the pit and photographing the measurement point using the photographing device to obtain image data.
and
A step of performing a calibration for associating the coordinates in the image data with the positions in the pits based on the coordinates in the image data of the measurement points.
A method for detecting litter quality, comprising :
撮影装置でごみ表面を撮影して画像データを得る工程、
レベル計で、前記ごみの所定の水平方向位置での高さを計測する工程、
前記水平方向位置及び高さと、前記画像データとを基にして、ごみ質を評価する際の単位領域となる所定の仮想領域の、前記画像データにおける境界を計算する工程
及び
前記境界内の画像データから、この仮想領域のごみの特徴量を求める工程
を含み、
前記レベル計のキャリブレーション工程をさらに含み、
前記レベル計のキャリブレーション工程が、
前記レベル計で、前記ピットの第一側壁上の所定の測定点の水平方向座標及び高さと、前記第一側壁と垂直な第二側壁上の所定の測定点の水平方向座標及び高さとを計測する工程
及び
前記計測の結果を基に、前記レベル計での計測結果と前記ピットでの位置とを対応付けるためのキャリブレーションを実施する工程
を含む、ごみ質検出方法。 A method for detecting the quality of garbage stored in a pit, comprising the steps of:
A step of photographing the surface of the rubbish with an imaging device to obtain image data;
measuring the height of the waste at a predetermined horizontal position with a level meter;
A step of calculating a boundary in the image data of a predetermined virtual area that is a unit area for evaluating the quality of the waste, based on the horizontal position and height and the image data.
and
A step of determining a feature amount of dust in the virtual area from image data within the boundary.
Including,
The method further includes a step of calibrating the level meter,
The step of calibrating the level meter comprises:
A garbage quality detection method comprising: a step of measuring, using the level meter, the horizontal coordinate and height of a specified measurement point on a first side wall of the pit, and the horizontal coordinate and height of a specified measurement point on a second side wall perpendicular to the first side wall; and a step of performing calibration based on the results of the measurement to correspond the measurement results of the level meter to a position in the pit.
前記ごみ質検出システムが、
前記ごみを撮影し画像データを得る撮影装置と、
前記ごみの、所定の水平方向位置での高さを計測するレベル計と、
前記水平方向位置及び高さと前記画像データとを基にして、ごみ質を評価する際の単位領域となる所定の仮想領域の、前記画像データにおける境界を計算する境界計算装置と、
前記境界内の画像データから、この仮想領域のごみの特徴量を求める特徴量計算装置と
を備え、
前記クレーンが、前記ごみの特徴量に基づいてごみを攪拌し、
前記境界計算装置が、前記ごみの表面での前記仮想領域の頂点の水平方向位置及び高さを基に、前記画像データにおける前記仮想領域の境界を計算する、ごみ貯蔵設備。
The facility is equipped with a pit for storing garbage, a crane for stirring the garbage, and a garbage quality detection system.
The waste quality detection system comprises:
an imaging device for imaging the dust and obtaining image data;
A level meter for measuring the height of the waste at a predetermined horizontal position;
a boundary calculation device that calculates a boundary in the image data of a predetermined virtual area that serves as a unit area when evaluating the quality of litter, based on the horizontal position and height and the image data;
a feature amount calculation device for calculating a feature amount of dust in the virtual area from image data within the boundary,
The crane agitates the waste based on the characteristic amount of the waste ,
A waste storage facility , wherein the boundary calculation device calculates the boundary of the virtual area in the image data based on horizontal positions and heights of vertices of the virtual area on the surface of the waste .
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2021085285A JP7689015B2 (en) | 2021-05-20 | 2021-05-20 | Waste quality detection system |
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| JP2021085285A JP7689015B2 (en) | 2021-05-20 | 2021-05-20 | Waste quality detection system |
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| JP2022178466A JP2022178466A (en) | 2022-12-02 |
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|---|---|---|---|---|
| JP2019158256A (en) | 2018-03-14 | 2019-09-19 | 川崎重工業株式会社 | Garbage quality estimation system and method, and garbage storage facility |
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|---|---|---|---|---|
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- 2021-05-20 JP JP2021085285A patent/JP7689015B2/en active Active
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