JP2023041295A - Management device, management method, program, waste treatment facility, and method for operating waste treatment facility - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、管理装置、管理方法、プログラム、廃棄物処理施設、および廃棄物処理施設の運転方法に関する。 The present invention relates to a management device, a management method, a program, a waste disposal facility, and a method of operating a waste disposal facility.
家庭や事業所から回収されたごみには、様々な性状のごみが混入している。そこで、通常、回収されたごみは、貯留ピットに一旦貯留され、貯留ピットの中で貯留されたごみを攪拌させることによって、ごみ質を均一化させる作業が行われる。また、ごみが比較的多く搬入される時間帯においては、ごみを効率よく貯留ピットに受け入れる必要がある。そのため、いわゆる積み替えという作業が行われる。積み替えは、搬入口付近のごみを移動させて、貯留ピットのごみ搬入口付近にごみを受入れるスペースを確保する作業である。これらの作業を行うために、貯留ピット内に貯留されたごみ質などのごみの性状を把握するための技術が種々提案されている。 Garbage collected from homes and businesses contains various types of garbage. Therefore, generally, the collected refuse is temporarily stored in a storage pit, and the waste stored in the storage pit is agitated to homogenize the quality of the refuse. In addition, it is necessary to efficiently receive the waste into the storage pit during times when a relatively large amount of waste is brought in. Therefore, a so-called transshipment operation is performed. Transshipment is the work of moving the garbage near the entrance to secure a space for receiving the garbage near the entrance of the storage pit. In order to perform these operations, various techniques have been proposed for grasping the properties of waste such as the quality of waste stored in the storage pit.
このような状況を改善するために、特許文献1には、ごみ処理工場用自動クレーンの制御装置に関する技術が開示されている。特許文献1に開示された技術は、貯留ピット内に投入されるごみについて、2台で一対のカメラ画像のステレオ視により貯留ピット内のごみ高さを計測するとともに、ごみ色調マップに基づいて異質ごみを特定し、ごみ質を色調によって特定した異質ごみをクレーンによるばらまきによって攪拌するようにクレーンを制御する技術である。また、特許文献2には、ごみの撮像画像から推論マップを作成し、学習モデルを用いて貯留ピット内の廃棄物の質を推定する装置に関する技術が開示されている。特許文献2に開示された技術は、貯留ピット内のごみを撮像した画像を学習し、ごみ質を表す値を算出することによって推論マップを作成し、推論マップに基づいてクレーンを制御する技術である。
In order to improve such a situation,
しかしながら、上述した特許文献1,2に開示された技術のように、1台または複数台のカメラを用いてごみなどの廃棄物の貯留ピット内の画像を撮像して、ごみ種の判定などの廃棄物の性状の判定に用いる場合、設置位置などの物理的な制約やごみが堆積された高さなどの堆積状況によって、カメラによる撮像ができない部分、いわゆる死角が生じる可能性が高くなるという課題があった。ここで、カメラの撮像画像を用いて死角の有無を判定することが困難であるという課題もある。
However, as in the techniques disclosed in the above-mentioned
そのため、ごみなどの廃棄物を貯留する貯留ピット内を、カメラなどの画像を撮像する撮像部によって撮像した画像から廃棄物の情報を取得する場合に、撮像の死角となる部分の有無を判定でき、死角を低減するように廃棄物を移動できる技術の開発が求められていた。 Therefore, when acquiring waste information from an image of the inside of a storage pit that stores waste such as garbage captured by an imaging unit that captures an image such as a camera, it is possible to determine whether or not there is a blind spot in the image. , there was a demand for the development of a technology that can move waste so as to reduce blind spots.
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、その目的は、貯留ピット内に貯留された廃棄物の情報を撮像部による撮像によって取得する際に、撮像の死角となる部分の有無を判定でき、死角を低減するように廃棄物を移動できる管理装置、管理方法、プログラム、廃棄物処理施設、および廃棄物処理施設の運転方法を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of such circumstances, and its object is to detect whether or not there is a blind spot in imaging when information on the waste stored in the storage pit is acquired by imaging with an imaging unit. and to provide a management device, a management method, a program, a waste disposal facility, and a method of operating the waste disposal facility that can move waste so as to reduce blind spots.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の一態様に係る管理装置は、廃棄物を貯留可能に構成された貯留ピット内における前記廃棄物を管理する管理装置であって、所定位置における前記廃棄物までの距離を計測可能なセンサ部により計測された、前記センサ部と前記所定位置における前記廃棄物との距離情報を取得して、前記所定位置における前記廃棄物の高さを導出するレベル導出部と、前記貯留ピットに貯留された前記廃棄物を把持および放下によって移動させる把持部を制御する把持部制御部と、を備え、前記レベル導出部は、前記センサ部の計測によって得られた情報に基づいて、前記廃棄物を撮像可能な撮像部による前記廃棄物の撮像情報に死角となる部分が含まれている否かを判定し、前記レベル導出部が前記撮像情報に前記死角となる領域が含まれていると判定した場合に、前記把持部制御部は、前記死角となる部分における前記廃棄物を他の位置に移動させるように前記把持部を制御する。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, a management device according to one aspect of the present invention is a management device for managing waste in a storage pit configured to store waste, Information about the distance between the sensor unit and the waste at the predetermined position, which is measured by a sensor unit capable of measuring the distance to the waste at the predetermined position, is obtained, and the height of the waste at the predetermined position is obtained. and a gripping portion control portion for controlling the gripping portion that moves the waste stored in the storage pit by gripping and dropping, wherein the level deriving portion measures the sensor portion Based on the information obtained by the imaging unit capable of imaging the waste, it is determined whether or not a blind spot is included in the imaging information of the waste, and the level deriving unit determines whether the imaging information includes When it is determined that the dead area is included, the gripping section control section controls the gripping section to move the waste in the dead area to another position.
本発明の一態様に係る管理装置は、上記の発明において、前記撮像部により撮像された撮像情報に基づいて、前記所定位置における前記廃棄物の種類を判定する種類判定部と、前記レベル導出部により導出された前記所定位置における前記廃棄物の高さと、前記種類判定部により判定された前記所定位置における前記廃棄物の種類とに基づいて、前記貯留ピット内に貯留された前記廃棄物を3次元座標に関連付けて堆積情報として生成する堆積情報生成部と、をさらに備える。 A management device according to an aspect of the present invention is, in the above invention, a type determination unit that determines the type of the waste at the predetermined position based on image information captured by the image capturing unit, and the level derivation unit. and the type of the waste at the predetermined position determined by the type determination unit, the waste stored in the storage pit is determined by 3 and a deposition information generation unit that generates deposition information in association with the dimensional coordinates.
本発明の一態様に係る管理装置は、上記の発明において、前記センサ部は、前記廃棄物に向けて電磁波を出射し、前記電磁波を出射した時点から前記廃棄物で反射した前記電磁波を受信する時点までの時間を計測する測距センサを含み、前記レベル導出部は、前記測距センサによって計測された計測値に基づいて、前記死角となる部分が含まれているか否かを判定する。 In the management device according to an aspect of the present invention, in the above invention, the sensor unit emits electromagnetic waves toward the waste, and receives the electromagnetic waves reflected by the waste from the time the electromagnetic waves are emitted. The level derivation unit determines whether or not the blind spot is included based on the measured value measured by the range sensor.
本発明の一態様に係る管理装置は、この構成において、前記センサ部は、複数の測距センサを有し、前記複数の測距センサはそれぞれ、前記複数の測距センサから出射される複数の前記電磁波のうちの少なくとも1つが、前記貯留ピットに貯留された前記廃棄物に到達可能な位置に設置される。 In the management device according to an aspect of the present invention, in this configuration, the sensor unit has a plurality of ranging sensors, and the plurality of ranging sensors each emit a plurality of sensors emitted from the plurality of ranging sensors. At least one of the electromagnetic waves is installed at a position that can reach the waste stored in the storage pit.
本発明の一態様に係る管理装置は、上記の発明において、前記レベル導出部は、マスキング処理モード、しきい値判定モード、平均値判定モード、および描画モードのうちの少なくとも1つに基づいて、前記死角の発生の有無を判定する。 In the management device according to an aspect of the present invention, in the above invention, the level derivation unit, based on at least one of a masking processing mode, a threshold determination mode, an average value determination mode, and a drawing mode, It is determined whether or not the blind spot occurs.
本発明の一態様に係る管理装置は、上記の発明において、前記把持部制御部は、前記堆積情報に基づいて、前記把持部の移動経路を生成し、前記移動経路に従って前記把持部を移動させる指示信号を出力する。 In the management device according to an aspect of the present invention, in the above invention, the gripping portion control portion generates a movement path of the gripping portion based on the accumulation information, and moves the gripping portion according to the movement path. Outputs an instruction signal.
本発明の一態様に係る管理方法は、廃棄物を貯留可能に構成された貯留ピット内における前記廃棄物を管理する管理方法であって、所定位置における前記廃棄物までの距離を計測可能なセンサ部により計測して得られた情報に基づいて、前記廃棄物を撮像可能な撮像部によって得られた撮像情報に死角となる部分が含まれているか否かを判定し、前記撮像情報に前記死角となる領域が含まれていると判定した場合に、前記貯留ピットに貯留された前記廃棄物を把持および放下によって移動させる把持部によって、前記死角となる部分における前記廃棄物を他の位置に移動させる制御を行う。 A management method according to an aspect of the present invention is a management method for managing the waste in a storage pit configured to store the waste, and includes a sensor capable of measuring a distance to the waste at a predetermined position. Based on the information obtained by the measurement by the unit, it is determined whether or not the imaging information obtained by the imaging unit capable of imaging the waste includes a blind spot, and the imaging information includes the blind spot. When it is determined that the area is included, the waste in the blind spot is moved to another position by a gripping part that moves the waste stored in the storage pit by gripping and releasing control to allow
本発明の一態様に係るプログラムは、廃棄物を貯留可能に構成された貯留ピット内における前記廃棄物を管理する制御部を備えた管理装置の前記制御部に、所定位置における前記廃棄物までの距離を計測可能なセンサ部により計測して得られた情報に基づいて、前記廃棄物を撮像可能な撮像部によって得られた撮像情報に死角となる部分が含まれているか否かを判定し、前記撮像情報に前記死角となる領域が含まれていると判定した場合に、前記貯留ピットに貯留された前記廃棄物を把持および放下によって移動させる把持部によって、前記死角となる部分における前記廃棄物を他の位置に移動させる制御を行うことを実行させる。 A program according to an aspect of the present invention instructs the control unit of a management device, which includes a control unit for managing the waste in a storage pit configured to be able to store the waste, to the waste at a predetermined position. Determining whether or not the imaging information obtained by the imaging unit capable of imaging the waste includes a blind spot based on the information obtained by measuring with the sensor unit capable of measuring the distance, When it is determined that the imaging information includes the blind area, the waste stored in the storage pit is moved by gripping and dropping the waste in the blind area. to another position.
本発明の一態様に係る廃棄物処理施設は、上記の発明における管理装置と、廃棄物を貯留する貯留ピットと、前記管理装置の制御によって、前記廃棄物を把持および放下によって移動可能な把持部と、を備える。 A waste disposal facility according to an aspect of the present invention includes a management device according to the above invention, a storage pit that stores waste, and a gripping unit capable of gripping and dropping the waste under the control of the management device. And prepare.
本発明の一態様に係る廃棄物処理施設の運転方法は、廃棄物を貯留可能に構成されているとともに、所定位置における前記廃棄物までの距離を計測可能なセンサ部、および前記廃棄物を撮像可能な撮像部を備えた貯留ピットと、前記貯留ピットを管理する制御部を備えた管理装置と、前記管理装置の制御によって、前記廃棄物を把持および放下によって移動可能な把持部と、を備えた廃棄物処理施設の運転方法であって、前記制御部に、前記センサ部により計測して得られた情報に基づいて、前記撮像部によって得られた撮像情報に死角となる部分が含まれているか否かを判定し、前記撮像情報に前記死角となる領域が含まれていると判定した場合に、前記把持部によって前記死角となる部分における前記廃棄物を他の位置に移動させる制御を行う。 A method of operating a waste treatment facility according to an aspect of the present invention includes a sensor unit configured to store waste, a sensor unit capable of measuring a distance to the waste at a predetermined position, and an image of the waste. a storage pit provided with an image pickup unit capable of capturing the waste, a management device provided with a control unit for managing the storage pit, and a grasping unit capable of moving the waste by grasping and releasing it under the control of the management device. In the method for operating a waste disposal facility, the imaging information obtained by the imaging unit includes blind spots in the imaging information obtained by the imaging unit based on the information obtained by the measurement by the sensor unit. When it is determined that the imaging information includes the blind area, control is performed to move the waste in the blind area to another position by the gripping unit. .
本発明に係る管理装置、管理方法、プログラム、廃棄物処理施設、および廃棄物処理施設の運転方法によれば、貯留ピット内に貯留された廃棄物の情報を撮像部による撮像によって取得する際に、撮像の死角となる部分の有無を判定でき、死角を低減するように廃棄物を移動することが可能となる。 According to the management device, management method, program, waste disposal facility, and operation method of the waste disposal facility according to the present invention, when information about the waste stored in the storage pit is captured by the imaging unit, , it is possible to determine whether or not there is a blind spot for imaging, and to move the waste so as to reduce the blind spot.
以下、本発明の一実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、以下の一実施形態の全図においては、同一または対応する部分には同一の符号を付す。また、本発明は以下に説明する一実施形態によって限定されるものではない。 An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. In addition, in all the drawings of the following one embodiment, the same reference numerals are given to the same or corresponding parts. Moreover, the present invention is not limited to the one embodiment described below.
(ピット管理システム)
図1は、本発明の一実施形態による管理装置が適用されるピット管理システムを示す。図1に示すように、ピット管理システム1は、ネットワーク2を介して相互に通信可能な、ピット管理装置10と、廃棄物貯留設備20と、廃棄物焼却設備30とを備える。廃棄物処理施設3は、少なくとも廃棄物貯留設備20および廃棄物焼却設備30を備える。ピット管理装置10は、ネットワーク2を通じて廃棄物処理施設3と通信可能な外部に設けられていても、廃棄物処理施設3の一部であってもよい。また、ピット管理装置10は、廃棄物貯留設備20の内部に設けられていてもよく、設置場所は限定されない。
(pit management system)
FIG. 1 shows a pit management system to which a management device according to an embodiment of the invention is applied. As shown in FIG. 1, the
ネットワーク2は、有線通信や無線通信が適宜組み合わされて構成され、インターネット回線網や携帯電話回線網などの通信網から構成される。ネットワーク2は、例えば、専用線、インターネットなどの公衆通信網、例えばLAN(Local Area Network)、WAN(Wide Area Network)、携帯電話などの電話通信網や公衆回線、VPN(Virtual Private Network)などの一または複数の組み合わせからなる。ピット管理装置10と廃棄物貯留設備20と廃棄物焼却設備30とは、ネットワーク2を介して接続されている。
The network 2 is configured by appropriately combining wired communication and wireless communication, and is configured by a communication network such as an Internet line network and a mobile phone line network. The network 2 includes, for example, a dedicated line, a public communication network such as the Internet, a LAN (Local Area Network), a WAN (Wide Area Network), a telephone communication network such as a mobile phone, a public line, and a VPN (Virtual Private Network). It consists of one or more combinations. The
(廃棄物貯留設備)
廃棄物貯留設備20は、制御部21、通信部22、撮像部23、センサ部24、把持部25、および貯留ピット26を備える。貯留ピット26には、把持部25が移動可能に設けられているとともに、撮像部23およびセンサ部24が設けられている。把持部25は、ピット管理装置10の制御部11から送信される制御信号に基づいて、制御部21が制御する。制御部21は、制御部11から送信される制御信号に基づいて、撮像部23およびセンサ部24を制御してもよい。なお、ピット管理装置10の制御部11が、撮像部23、センサ部24、および把持部25を直接的に制御してもよい。
(Waste storage facility)
The waste storage facility 20 includes a
制御部21は、具体的に、CPU(Central Processing Unit)、DSP(Digital Signal Processor)、FPGA(Field-Programmable Gate Array)などのハードウェアを有するプロセッサ、およびRAM(Random Access Memory)やROM(Read Only Memory)などの主記憶部(いずれも図示せず)を備える。制御部21は、RAMやROMなどの主記憶部に格納された各種プログラムに従い、通信部13,22を通じてピット管理装置10から入力された制御信号などに基づいて、撮像部23、センサ部24、および把持部25を制御する。
Specifically, the
通信部22は、例えば、LANインターフェースボード、有線通信のための有線通信回路、または無線通信のための無線通信回路である。LANインターフェースボードや有線通信回路や無線通信回路は、ネットワーク2に接続される。送信部および受信部としての通信部22は、ネットワーク2に接続して、ピット管理装置10との間で通信を行う。
The communication unit 22 is, for example, a LAN interface board, a wired communication circuit for wired communication, or a wireless communication circuit for wireless communication. A LAN interface board, a wired communication circuit, and a wireless communication circuit are connected to the network 2 . A communication unit 22 as a transmission unit and a reception unit is connected to the network 2 and communicates with the
撮像部23は、例えば赤外線カメラや撮像カメラなどから構成される。撮像部23は、貯留ピット26内の廃棄物26aを撮像可能に構成される。撮像部23は、貯留ピット26内の廃棄物26aの状態を撮像し、撮像した撮像画像データを撮像情報として、通信部22を介してピット管理装置10に送信する。撮像部23は、バケット253が把持している廃棄物26aを撮像してもよく、撮像したバケット253内の廃棄物26aの撮像画像データを撮像情報として、通信部22を介してピット管理装置10に送信してもよい。
The imaging unit 23 is composed of, for example, an infrared camera or an imaging camera. The imaging unit 23 is configured to be capable of imaging the
センサ部24は、複数台、例えば2台のLiDAR(Laser Imaging Detection and Ranging)などの測距センサ241,242を含んで構成される。センサ部24は、例えばレーザセンサ、赤外線センサ、もしくは測距センサ、またはこれらのセンサを組み合わせたセンサなどから構成してもよい。センサ部24は、貯留ピット26内の廃棄物26aの表層までの距離を計測可能に構成される。センサ部24は、貯留ピット26の水平面における2次元的な位置情報(x,y)に関連付けて、センサ部24から廃棄物26aまでの距離を検出する。センサ部24は、検出した距離を、通信部22を介してピット管理装置10に送信する。
The sensor unit 24 includes a plurality of
把持部25は、貯留ピット26に貯留されている廃棄物26aを把持して移動させる。開閉部としてのバケット253は、廃棄物26aを把持する。移動部としてのクレーン252は、バケット253を連結して移動可能に構成される。クレーン252には、荷重計251が設けられている。荷重計251は、バケット253が把持した廃棄物26aの重量を計測可能に構成される。荷重計251が計測した廃棄物26aの重量のデータ(荷重データ)は、通信部22を介してピット管理装置10に送信される。
The grasping part 25 grasps and moves the
貯留ピット26の上方におけるクレーン252の2次元の現在位置、移動経路、移動範囲、および移動速度などの、いわゆるクレーン252の作業動作に関するパラメータは、把持部25から制御部21および通信部22を介して、ピット管理装置10に逐次送信される。同様に、バケット253の3次元の現在位置、開時間、閉時間、開閉回数、および開放量などの、バケット253の作業動作に関するパラメータは、把持部25から制御部21および通信部22を介して、ピット管理装置10に逐次送信される。
Parameters related to the work operation of the crane 252, such as the two-dimensional current position of the crane 252 above the
貯留ピット26は、廃棄物26aを一時的に貯留するピットである。貯留ピット26内の廃棄物26aは、把持部25によって把持されて、廃棄物焼却設備30の焼却炉33に供給され、焼却される。
The
(廃棄物焼却設備)
ごみ焼却部としての廃棄物焼却設備30は、燃焼制御装置(ACC)31、センサ部32、および焼却炉33を備える。燃焼制御装置31は、あらかじめ定められた操作量基準値の設定に基づいて、それぞれの操作端の操作量として、燃焼用空気量、冷却用空気量、ごみ供給装置送り速度、および火格子送り速度などを制御する。ごみ焼却炉である焼却炉33は、廃棄物26aの燃焼が行われる炉、廃棄物26aを投入する廃棄物投入口、およびボイラ(いずれも図示せず)などを備える。センサ部32は、例えば種々の場所に設けられた温度計や圧力計などから構成される。センサ部32によって計測された、焼却炉33の内部の状態、および焼却炉33に関連する施設、具体的には、例えば電力を発電するための発電施設における、圧力や速度などの種々の物理量は、センサ部32からセンサ情報として出力される。センサ部32から出力されたセンサ情報は、パラメータとして燃焼制御装置31に供給される。燃焼制御装置31は、入力されたパラメータに基づいて焼却炉33の燃焼を制御する。
(waste incinerator)
A waste incineration facility 30 as a refuse incinerator includes a combustion control device (ACC) 31 , a sensor section 32 and an incinerator 33 . The
(ピット管理装置)
図2は、図1におけるピット管理装置10の詳細を示す。図2に示す管理装置としてのピット管理装置10は、制御部11、記憶部12、通信部13、および入出力部14を備える。制御部11および通信部13はそれぞれ、物理的には上述した制御部21および通信部22と同様である。
(Pit management device)
FIG. 2 shows details of the
入力手段としての入出力部14は、例えば、廃棄物貯留設備20に設置された撮像部23やセンサ部24から、通信部22を通じて送信された各種情報を入力して、制御部11に出力するインターフェースを含む。なお、撮像部23やセンサ部24から入出力部14への情報の送信は、有線通信を用いても無線通信を用いてもよい。また、入出力部14は、キーボードや入力用のボタン、レバーや、液晶などのディスプレイに重畳して設けられる手入力のためのタッチパネル、または音声認識のためのマイクロホンなどの、ユーザインターフェースを含む。作業者などが入出力部14を操作することによって、制御部11に所定の情報を入力可能に構成される。
The input/output unit 14 as input means inputs various information transmitted through the communication unit 22 from the imaging unit 23 and the sensor unit 24 installed in the waste storage facility 20, for example, and outputs the information to the
出力手段としての入出力部14は、制御部11による制御に従って、ディスプレイモニタに、カメラ231,232(233,234)によって撮像された廃棄物貯留設備20の貯留ピット26内の画像などを表示したり、タッチパネルディスプレイの画面上に文字や図形などを表示したり、スピーカから音声を出力したりする。すなわち、入出力部14は、所定の情報を外部に報知可能に構成される。なお、入出力部14をタッチパネルディスプレイやスピーカマイクロホンなどから構成してもよい。
The input/output unit 14 as output means displays images of the
記憶部12は、RAMなどの揮発性メモリ、ROMなどの不揮発性メモリ、EPROM(Erasable Programmable ROM)、ハードディスクドライブ(HDD、Hard Disk Drive)、およびリムーバブルメディアなどから選ばれた記憶媒体から構成される。なお、リムーバブルメディアは、例えば、USB(Universal Serial Bus)メモリ、または、CD(Compact Disc)、DVD(Digital Versatile Disc)、またはBD(Blu-ray(登録商標) Disc)のようなディスク記録媒体である。また、外部から装着可能なメモリカードなどのコンピュータ読み取り可能な記録媒体を用いて記憶部12を構成してもよい。
The
記憶部12には、ピット管理装置10の動作を実行するための、オペレーティングシステム(Operating System:OS)、各種プログラム、各種テーブル、各種データベースなどを格納可能である。これらの各種プログラムは、ハードディスク、フラッシュメモリ、CD-ROM、DVD-ROM、フレキシブルディスクなどのコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して広く流通させることも可能である。制御部11は、記憶部12に記憶されたプログラムを主記憶部の作業領域にロードして実行し、プログラムの実行を通じて各構成部などを制御することで、所定の目的に合致した機能を実現できる。
The
記憶部12には、廃棄物レベル情報121、種類情報122、および堆積情報123が格納されている。廃棄物レベル情報121、種類情報122、および堆積情報123はいずれも、記憶部12にデータベースとして検索可能に格納されている。
廃棄物レベル情報121は、貯留ピット26に貯留されている廃棄物26aの廃棄物レベルに関する情報である。廃棄物レベル情報121は、貯留ピット26内の2次元座標、すなわち、番地などの所定位置(x,y)に関連付けられた廃棄物26aのレベル(廃棄物レベルz)の情報を含む。廃棄物レベル情報121は、廃棄物26aの表面の形状を表す点群データを含むマッピングデータを含んでいてもよい。廃棄物レベル情報121は、貯留ピット26内の廃棄物26aを、例えば所定の直方体状、具体的には例えば500mm四方の立方体状に分割した複数のユニットとして管理する場合に、各ユニットの容積、嵩密度、重量、および貯留日数などの履歴情報を含んでもよい。
The
種類情報122は、貯留ピット26における廃棄物26aの種類に関する種類情報を含む。種類情報122は、例えば、塵芥収集車が貯留ピット26に廃棄物26aを搬入した際に、搬入した廃棄物26aの種類が1種類であると仮定して判定された種類の情報を含む。種類情報122は、把持部25によって廃棄物26aの積み替えが行われた後の貯留ピット26内の3次元座標で規定された所定位置ごとの種類の情報を含む。すなわち、種類情報122は、廃棄物26aの表面形状が計測された際に、廃棄物26aの表面の3次元の位置座標(x,y,z)に関連付けされて判定された廃棄物26aの種類の情報を含む。
The type information 122 includes type information regarding the type of
堆積情報123は、上述のように得られた廃棄物レベル情報121と、判定された廃棄物26aの種類情報122とが関連付けされて、生成される情報である。すなわち、堆積情報123は、撮像部23によって撮像されて種類判定部112によって判定された種類情報122が、貯留された廃棄物26aの廃棄物レベル情報121に基づいた3次元座標(x,y,z)に関連付けされて生成された3次元マップ情報である。これにより、制御部11は、貯留ピット26内に貯留された廃棄物26aの表面に限らず、表面から下層に埋もれている廃棄物26aの情報についても、堆積情報123として蓄積可能になる。
The
堆積情報123は、貯留ピット26における作業領域に関する作業領域情報を含んでいてもよい。作業領域情報は、搬入エリア、積替エリア、および投入エリアに関する情報を含む。なお、作業領域情報は、バケット253などによって廃棄物26aを粉砕する領域である粉砕領域(粉砕エリア)の情報を含んでいてもよい。これにより、制御部11によって、搬入エリア、積替エリア、投入エリア、および粉砕エリアのそれぞれの堆積情報を区分けすることが可能になる。
図2に示すように、本実施形態においては、制御部11がロードした各種プログラムの実行によって、レベル導出部111、種類判定部112、堆積情報生成部113、およびクレーン制御部114の機能が実行される。また、各種プログラムには、本実施形態による処理を実現可能な人工知能や学習モデルを実現するプログラムも含まれる。なお、学習モデルは学習済みモデルやモデルとも称される。
As shown in FIG. 2, in this embodiment, the functions of a level derivation unit 111, a
レベル導出部111は、貯留ピット26に貯留された廃棄物26aに対して、位置を代表する領域を設定できる。具体的に例えば、バケット253の水平方向の大きさを基準として、貯留ピット26の底面に平行な平面で区分けを行って番地(x,y)を設定できる。また、番地に基づいて、搬入領域、積替領域、および投入領域などの領域を設定することも可能である。搬入領域261は、塵芥収集車(パッカー車)から廃棄物26aが搬入される領域(搬入エリア)である。積替領域は、貯留ピット26に設けられたクレーン252によって、搬入領域から廃棄物26aの積み替えが行われる領域(積替エリア)である。投入領域は、焼却炉33に投入される廃棄物26aが貯留される領域(投入エリア)である。なお、搬入領域261は、所定の高さの隔壁によって積替領域や投入領域と隔てられている場合もある。
The level deriving unit 111 can set an area representing the position of the
レベル導出部111は、センサ部24から供給される少なくとも1つ、好適には複数の距離情報に基づいて、貯留ピット26内の廃棄物26aの高さを算出したり判定したりすることができる。すなわち、レベル導出部111は、センサ部24から入力される所定位置(x,y)の廃棄物26aまでの距離に基づいて、高さ、すなわち廃棄物レベルzを導出する。これにより、レベル導出部111は、貯留ピット26内の廃棄物26aの少なくとも表面を3次元座標(x,y,z)でマッピングすることができる。
The level derivation unit 111 can calculate or determine the height of the
ここで、レベル導出部111による、センサ部24から入力される所定位置(x,y)の廃棄物26aまでの距離に基づいた、廃棄物26aの堆積高さである廃棄物レベルzの導出方法について説明する。図3、図4、図5、および図6は、本実施形態による貯留ピット26を示す図である。図3は、貯留ピット26の上方からの平面図である。図4、図5、および図6は、貯留ピット26における図3のIV-IV線に沿った断面図である。まず、レベル導出部111によるマッピング処理について、以下に説明する。
Here, the level deriving unit 111 derives the waste level z, which is the accumulated height of the
図3に示す例においては、例えばバケット253の水平方向の大きさを基準として、貯留ピット26の底面に平行な平面が区分けされて番地(x,y)が設定されている。なお、貯留ピット26内の区分けについては種々の区分けの方法を採用することができ、図3に示す例に限定されない。さらに、番地(x,y)については、バケット253の大きさを基準にした場合、変数x,yはともに離散的になるが、連続的に設定してもよい。
In the example shown in FIG. 3, for example, with the size of the
廃棄物貯留設備20において使用されるクレーン(図3中、図示せず)は、焼却炉33の投入ホッパ331を備えた貯留ピット26の上方に設けられる。クレーン252は、クレーンガーダ上に横行可能に配設されたクラブにワイヤーロープの巻き上げおよび巻き下げによって、所定量の廃棄物26aを把持可能なバケット253を昇降するように配設される。
A crane (not shown in FIG. 3) used in the waste storage facility 20 is provided above the
また、貯留ピット26への廃棄物26aの投入は、貯留ピット26に配設された搬入扉を開いて行われる。搬入扉は例えば開閉式であって、貯留ピット26の側壁に沿って所定間隔ごとに複数配設されている。廃棄物処理施設3の廃棄物貯留設備20に搬入される廃棄物26aは、いずれかの搬入扉を通じて貯留ピット26内に投入される。貯留ピット26内における廃棄物26aの積み替え、攪拌、および投入ホッパ331への投入は、クレーン252の3軸駆動によって行われる。
In addition, the loading of the
貯留ピット26の上部の腰壁付近には、撮像部23としての撮像カメラが少なくとも1台、好適には複数台配設されている。複数台のカメラを設置する場合、カメラの死角の発生を抑制するために、死角となる部分が生じる可能性が低い位置、例えば廃棄物26aの搬入領域261の側に設置することが好ましい。図4においては、2台のカメラ231,232が設けられている。カメラ231,232は、例えばCCDカメラやCMOSカメラなどの撮影カメラを有して構成されるが、必ずしもこれらに限定されない。カメラ231,232は、廃棄物26aの種類により変化する廃棄物26aの色調を識別可能に構成される。カメラ231,232は例えば、貯留ピット26の内側壁の上部で、貯留ピット26内の廃棄物26aを撮影可能な壁に設置してもよい。カメラ231,232は、1台でもよく、3台以上設置することも可能である。撮像部23は、廃棄物26aの種類を検知可能であれば、種々の装置を使用できる。
At least one imaging camera, preferably a plurality of imaging cameras, serving as the imaging unit 23 is arranged near the upper waist wall of the
貯留ピット26にはセンサ部24を構成する複数、例えば2台の測距センサ241,242が設置されている。測距センサ241,242はそれぞれ、出射した複数の電磁波のうちの少なくとも1つが、貯留ピット26に貯留された廃棄物26aの表面の任意の位置に到達可能な位置に設置することが好ましいが限定されない。具体的に例えば、測距センサ241,242は、それぞれのカメラ231,232の近傍で貯留ピット26の上部の腰壁付近に設置される。
A plurality of, for example, two
図4に示すように、貯留ピット26内においては、測距センサ241,242によって、廃棄物26aが貯留された状態において、廃棄物の高さである廃棄物レベルzを測定できる。すなわち、測距センサ241,242によって、貯留ピット26の4隅の上部に設置されたそれぞれの測距センサ241,242から、廃棄物26aの表面の所定位置Pまでの距離を測定できる。この場合、測距センサ241と所定位置Pとの距離l1と、測距センサ241からの電磁波の出射角度θ1とによって、所定番地(x,y)における廃棄物レベルzを計測できる。また、測距センサ242と所定位置Pとの距離l2と、測距センサ242からの電磁波の出射角度θ2とによって、所定番地(x,y)における廃棄物レベルzを計測できる。すなわち、測距センサ241,242によって所定位置Pの点群データP(x,y,z)を取得できる。なお、測距センサ241,242から廃棄物26aの所定位置Pまでの距離l1,l2に基づいて、廃棄物レベルzを導出することも可能である。
As shown in FIG. 4, in the
このように、測距センサ241,242からの距離情報に基づいて、レベル導出部111は、貯留ピット26内の所定位置Pにおける廃棄物26aの廃棄物レベルzを、即時的かつ連続的に導出できる。従来、特に搬入エリアにおいて、塵芥収集車からの搬入量を計算して廃棄物レベルを算出し、さらに作業者が目視で確認して自動制御に対して手動による介入を行う場合があったが、廃棄物レベルzを導出できることにより、作業者の手動による介入を低減可能になる。
Thus, based on the distance information from the ranging
また、図5に示すように、測距センサ241と所定位置Pとの距離lに関しては、例えば測距センサ241から出射された電磁波が高く積み上げられた廃棄物26aによって遮断される場合がある。この場合、制御部11のレベル導出部111は、遮断された部分に対してマスキング処理を実行してもよい。すなわち、レベル導出部111は、センサ部24により計測された対象物の位置が、計測対象となる廃棄物26aの所定位置ではないと判定した場合に、所定位置ではない部分をマスキングするマスキング処理モードを実行してもよい。なお、マスキングされた領域を、色を変えて表示したり、点線にしたりしても良い。レベル導出部111は、測距センサ241によるマスキング処理モードの実行の要否の判定を行うことによって、測距センサ241によって計測されている所定位置Pにおいて、カメラ231の死角の発生の有無を判定できる。
Further, as shown in FIG. 5, regarding the distance l between the
また、レベル導出部111によるマスキング処理モードが実行されない場合においても、カメラ231の死角の発生の有無を判定する場合には、例えば次のような方法を採用できる。すなわち、測距センサ241から廃棄物26aに向けて電磁波を出射させ、電磁波を貯留ピット26に堆積した廃棄物26aの表面を走査して距離を計測する際に、走査中に計測された距離が所定閾値以上に変化した場合、所定閾値以上に変化した部分がカメラ231の死角の発生箇所であると判定できる。これは、距離が所定閾値以上変化した後に電磁波が照射された対象物は、計測すべき所定位置における廃棄物26aではなく、遮断した廃棄物26aであるか他の物体である可能性が高いためである。なお、カメラ232~234および測距センサ242~244においても同様である。これにより、レベル導出部111は、貯留ピット26に貯留された廃棄物26aの上面の撮像の際に、撮像部23の撮像において死角になる部分を判定できる。なお、撮像部23の撮像において死角の有無や死角になっている部分の判定については、レベル導出部111が、教師データを用いた機械学習により得られた学習モデルや学習済みモデルを用いて判定してもよい。
Even when the masking processing mode is not executed by the level derivation unit 111, the following method can be used to determine whether or not there is a blind spot of the
また、レベル導出部111は、廃棄物レベル情報121や堆積情報123に基づいて、上述したマスキング処理モード以外にも、貯留ピット26内に死角が発生しているか否かを判定できる。すなわち、レベル導出部111による死角の発生の有無の判定方法としては、例えば、しきい値判定モード、平均値判定モード、および描画モードなどの種々の方法を採用することができる。
Further, the level derivation unit 111 can determine whether or not there is a blind spot in the
しきい値判定モードは、過去に収集された廃棄物レベル情報121や堆積情報123に基づいて、死角が発生する確率が所定確率以上となる廃棄物レベルの高低差をしきい値として設定し、所定領域内における廃棄物レベルzの高低差が設定されたしきい値以上の場合に、死角が生じていると判定するモードである。なお、しきい値判定モードを上述したマスキング処理モードと合わせて実行することも可能である。
In the threshold judgment mode, based on the
平均値判定モードは、廃棄物レベルzの平均値に基づいて死角の発生の有無の判定を行うモードである。平均値判定モードにおいては、まず、レベル導出部111が、貯留ピット26内に貯留された廃棄物26aの体積から、貯留ピット26の平面の面積に基づいた廃棄物レベルzの平均値(平均レベルZ)を導出する。レベル導出部111は、所定位置P(位置(x,y))における廃棄物レベルzの平均レベルZからの解離に基づいて、死角の発生の有無を判定する。なお、平均値モードとしきい値判定モードとを組み合わせて判定を行っても良い。 The average value determination mode is a mode for determining whether or not there is a blind spot based on the average value of the waste level z. In the average value determination mode, first, the level derivation unit 111 calculates the average value of the waste level z based on the planar area of the storage pit 26 (average level Z) is derived. The level deriving unit 111 determines whether or not there is a blind spot based on the dissociation of the waste level z from the average level Z at the predetermined position P (position (x, y)). Note that determination may be made by combining the average value mode and the threshold value determination mode.
描画モードは、レベル導出部111が、カメラ231~234によって撮像された画像データに基づいて廃棄物26aの上面を描画し、描画が不可能と判断した部分を死角と判定するモードである。さらに、死角と判定された廃棄物26aの部分によって、死角であると判定された部分を、測距センサ241~244によって計測された廃棄物レベルzに基づく堆積情報123から推定してもよい。
The drawing mode is a mode in which the level deriving unit 111 draws the upper surface of the
また、図3および図6に示すように、カメラ231,232において、さらにカメラ233,234を追設することも可能である。すなわち、貯留ピット26に、例えば4台のカメラ231~234を設置することも可能である。図3においては、追加設置可能なカメラ233,234については符号に括弧を付して示し、図6においては、カメラ231,234のそれぞれに対して対となるカメラ232,233の符号に括弧を付けて示す。具体的に図3に示す例では、カメラ231,232は、例えば、平面矩形状の貯留ピット26の搬入領域261側の2隅に設けられている。また、死角が生じやすい場合などにおいてカメラ233,234が追加されると、カメラ233,234は、投入領域の側に設けることが好ましい。すなわち、貯留ピット26の4隅にそれぞれ、カメラ231~234が設けられていてもよい。なお、カメラ231~234のそれぞれの設置場所については必ずしも限定されないが、カメラ231~234の撮像画像や画角や解像度に基づいて設置位置および設置台数を設定できる。また、カメラの設置台数を増やすことにより、貯留ピット26内の廃棄物26aの上面の撮像における死角の発生を低減できる。
Moreover, as shown in FIGS. 3 and 6,
貯留ピット26へのカメラ233,234の設置に伴って、さらに測距センサ243,244を設置することも可能である。図3においては、追加設置可能な測距センサ243,244については符号に括弧を付して示す。すなわち、貯留ピット26に、例えば4台の測距センサ241~244を設置することも可能である。図3に示す例では、測距センサ241~244はそれぞれ、例えば、それぞれのカメラ231~234の近傍で平面矩形状の貯留ピット26の4隅に設けられている。これにより、それぞれの測距センサ241~244から出射される複数の電磁波のうちの少なくとも1つが、貯留ピット26に貯留された廃棄物26aの表面の任意の位置へ到達する可能性を向上できる。
Along with the installation of the
測距センサ243,244と所定位置Pとの距離と、測距センサ243,244からの電磁波の出射角度とによって、所定番地(x,y)における廃棄物レベルzを計測することで、測距センサ243,244により所定位置Pの点群データを取得できる。測距センサ243,244から廃棄物26aの所定位置Pまでの距離に基づいて、廃棄物レベルzを導出することも可能である。
By measuring the waste level z at a predetermined address (x, y) based on the distance between the
これらの測距センサ243,244を含む測距センサ241~244のそれぞれの設置場所については、必ずしも限定されないが、測距センサ241~244の指向性および電磁波の到達距離に基づいて設置位置および設置台数を設定できる。測距センサ241~244の設置位置はそれぞれ、カメラ231~234の近傍に設けることが好ましい。しかしながら、カメラ231~234の撮像範囲における死角の位置を導出可能であれば、測距センサ241~244は必ずしもカメラ231~234の近傍に設ける必要はない。
The installation location of each of the ranging
本実施形態による測距センサ241~244が例えばLiDARから構成されている場合、使用される電磁波は、典型的には、近赤外線や赤外線などである。これにより、カメラなどは暗所においては撮像困難であるが、測距センサ241~244であれば、暗所であっても、距離の測定が可能になる。また、測距センサ241~244によって検出可能な物体の寸法は波長以上の大きさのものである。測距センサ241~244から出射される電磁波は、光束の密度が高く、コヒーレンスが高く、波長が極めて短いため、小さな物体に照射しても反射されやすい。これにより、測距センサ241~244は、廃棄物26aに向けて電磁波を出射し、電磁波を出射した時点から廃棄物26aによって反射された電磁波を受信する時点までの時間を計測しやすくなる。これによって、測距センサ241~244は、貯留ピット26に貯留される廃棄物26aの表面や表層までの距離を、精度よく容易に計測できる。また、LiDARなどの測距センサ241~244によって距離を計測していることにより、時間応答性をmsecオーダーにすることができるので、測定間隔を短縮でき、ほぼ連続的に、測距センサ241~244から廃棄物26aまでの距離を計測できる。そのため、例えば、バケット253の移動や振れなどの動きを追尾することができるので、バケット253の振れ止めを最適化できる。
When the ranging
また、貯留ピット26内をバケット253が移動しているときには、測距センサ241~244のうちの少なくとも1つまたは複数から出射される電磁波が、バケット253に遮られて所定位置における廃棄物26aに照射されない場合がある。この場合においても、測距センサ241~244が平面矩形状の貯留ピット26の4隅に設けられていることにより、測距センサ241~244のうちの少なくとも1つから出射された電磁波は、バケット253に遮られることなく廃棄物26aに照射される。そのため、バケット253が貯留ピット26内を移動しているときにも、測距センサ241~244のうちの少なくとも1つから、廃棄物26aまでの距離を計測できるので、廃棄物26aの高さを測定できる。すなわち、バケット253の移動中であっても、貯留ピット26内における廃棄物26aの高さを、センサ部24によって即時的に測定することが可能となる。
In addition, when the
また、測距センサ241~244が、貯留ピット26の4隅の上部に設置されることにより、測距センサ241~244のうちの少なくとも1台によって廃棄物26aの上層を測定できる可能性が向上する。これにより、貯留ピット26に貯留された廃棄物26aの表面を、貯留ピット26の水平面に沿った全面、すなわち全ての番地(x,y)に亘って、廃棄物レベルzを計測することができる。また、貯留ピット26内における廃棄物26aの点群データP(x,y,z)を取得できるので、即時的に廃棄物26aの表面形状を測定して、廃棄物26aの表面形状がマッピングされた点群データP(x,y,z)を含む堆積情報123を生成することができる。すなわち、堆積情報123は、廃棄物26aの表面形状の3次元マッピング情報を含む。生成された堆積情報123は、記憶部12に格納される。
In addition, by installing the
種類判定部112は、搬入エリアに搬入された廃棄物26aの種類(種別ともいう)を判定する。また、種類判定部112は、クレーン252によって廃棄物26aが攪拌されたり積み替えられたりした際に、カメラ231,232から供給される撮像情報に基づいて、攪拌後や積替後の廃棄物26aの種類や状態を判定する。これにより、種類判定部112は、種類情報を生成する。種類情報は、廃棄物26aの種類や状態の情報を含む。
The
堆積情報生成部113は、種類判定部112によって判定されて得られた廃棄物26aの種類情報122を、センサ部24による計測に基づいて得られる所定位置の廃棄物26aの廃棄物レベル情報121に基づいて、3次元座標(x,y,z)に関連付けする。これにより、廃棄物26aの3次元マップを連続して継続的に生成できる。なお、堆積情報生成部113は、所定時間間隔ごとに不連続で断続的に、堆積情報123を生成してもよい。
The accumulation information generation unit 113 converts the type information 122 of the
把持部制御部としてのクレーン制御部114は、クレーン252を3軸駆動させてバケット253によって所望の位置の廃棄物26aを把持したり、把持した廃棄物26aをばら撒いたりする指示信号を出力して、制御部21に送信する。制御部21は、受信した指示信号に基づいて把持部25のクレーン252およびバケット253を制御する。なお、クレーン制御部114によって直接的にクレーン252を制御してもよい。
A
また、クレーン制御部114は、取得した廃棄物レベル情報121に基づいて、カメラ231~234のうちの少なくとも1つにおいて、撮像における死角が発生している廃棄物レベルzが比較的大きい所定位置Pの廃棄物26aを、廃棄物レベルzが比較的小さい他の所定位置PLに積み替える制御を行うことが可能である。この場合、クレーン制御部114は、バケット253が廃棄物26aの他の頂部を回避可能な移動経路を導出して、導出した移動経路に基づいて、クレーン252を移動させる制御を実行できる。これにより、所定位置Pから所定位置PLに移動する際に、把持部25のバケット253を廃棄物26aの頂部より高い位置まで引き上げてから移動させる場合に比して、バケット253の引き上げ長さを短縮でき、クレーン252の移動効率を向上できる。例えば、廃棄物26aを横に移動させるだけの場合であれば、バケット253を引き上げるワイヤーロープの巻き上げを最低限にして、廃棄物26aを移動させることができる。これにより、廃棄物26aに対する処理、例えば攪拌や積み替えなどの目的に合わせて、バケット253を最適な高さで移動させることができる。また、クレーン制御部114が、廃棄物レベルzが比較的大きい所定位置Pの廃棄物26aを、他の所定位置PLに積み替えるように、クレーン252やバケット253を制御することにより、カメラ231~234の撮像における死角を低減できる。
In addition, based on the acquired
また、バケット253から廃棄物26aを放下する際には、放下する番地(x,y)における廃棄物レベルzに合わせて、放下高を変更できるので、バケット253を必要以上に巻き上げないようにできる。すなわち、制御部21によって把持部25を自動運転させる際に、廃棄物26aが積み上げられて生じた山を回避可能な高さでクレーン252およびバケット253を移動できる。したがって、把持部25の無駄な動作を低減できるので、把持部25の自動運転を効率的に実行でき、稼働率を低減できる。
In addition, when the
さらに、堆積情報123を蓄積したり更新したりすることによって、制御部11,21は、常に最新の堆積情報123に基づいて、バケット253による廃棄物26aの把持や放下に必要な高さを導出して制御できる。そのため、制御部11,21、特にクレーン制御部114による機械学習によって、クレーン252およびバケット253を含む把持部25を自動制御することが可能になる。これにより、クレーン制御部114は、クレーン252およびバケット253を、把持部25の動作の目的、例えばカメラ231~234による画像の死角を低減するという目的を実現するように、適切な高さや適切な移動経路で移動させることが可能になる。なお、機械学習は、例えば、ニューラルネットワークを用いた深層学習(ディープラーニング)、強化学習、または深層強化学習などの種々の機械学習を採用できる。
Furthermore, by accumulating and updating the
(廃棄物処理施設の運転方法)
次に、本実施形態による廃棄物処理施設の一部である廃棄物貯留設備20の運転方法について説明する。図7は、ピット管理装置10によって制御される廃棄物貯留設備20の運転方法を説明するためのフローチャートである。なお、ステップST1は、作業者による処理であり、ステップST2~ST8はピット管理装置10による制御に基づいた処理である。なお、以下の説明において、それぞれの構成要素間での情報の送受信は通信部13,22およびネットワーク2を介して行われるが、この点についての都度の説明は省略する。
(Operating method of waste disposal facility)
Next, a method of operating the waste storage facility 20, which is a part of the waste disposal facility according to this embodiment, will be described. FIG. 7 is a flow chart for explaining the operation method of the waste storage facility 20 controlled by the
図7に示すように、まず、ステップST1において、作業者は準備を行う。すなわち、ステップST1において作業者は、貯留ピット26の所定位置、例えば貯留ピット26の上部の腰壁付近に、少なくとも1台のカメラ231、好適には図3に示すように複数台のカメラ231~234を設置する。なお、カメラ231~234の設置位置は、可能な限り死角が生じない箇所に設けることが好ましい。
As shown in FIG. 7, first, in step ST1, the operator makes preparations. That is, in step ST1, the operator places at least one
次に、ステップST2に移行してピット管理装置10の制御部11のレベル導出部111は、廃棄物貯留設備20の制御部21を介して撮像部23を制御することにより、貯留ピット26内の廃棄物26aを撮像する。撮像部23は廃棄物26aの撮像情報を生成してピット管理装置10に送信する。レベル導出部111は、撮像部23から供給された撮像情報に基づいて、撮像された廃棄物26aの位置(x,y)を特定する。
Next, in step ST2, the level derivation unit 111 of the
続いて、ステップST3に移行して、制御部11の種類判定部112は、撮像部23から供給された撮像情報に基づいて、撮像された廃棄物26aの種類や状態を判定して種類情報122として記憶部12に格納する。また、堆積情報生成部113は、生成された種類情報122を廃棄物26aの位置(x,y)に対応させて、堆積情報123を生成して、記憶部12に格納する。これにより、廃棄物26aの種類や状態を、位置(x,y)に対応させて区別可能になる。
Subsequently, in step ST3, the
続いて、ステップST4に移行して、レベル導出部111は、廃棄物26aの廃棄物レベルzを測定する。廃棄物レベルzの測定は連続的に行うことが好ましいが、断続的に行ってもよい。制御部21がセンサ部24を制御して、測距センサ241などから貯留ピット26内の廃棄物26aに電磁波を照射する際の照射角度θ、および照射距離lを計測することで、廃棄物26aの廃棄物レベルzを計測する。レベル導出部111は、計測された廃棄物レベルzを取得して位置(x,y)との関連付けを行う。堆積情報生成部113は、位置(x,y)に関連付けされた廃棄物レベルzの計測値に基づいて、貯留ピット26内の廃棄物26aの上面のマッピング処理を行い、廃棄物26aの点群データP(x,y,z)を生成する。堆積情報生成部113は、点群データP(x,y,z)と廃棄物26aの種類や状態とを関連付けして、堆積情報123を生成し、記憶部12に格納する。
Subsequently, in step ST4, the level deriving section 111 measures the waste level z of the
次に、ステップST5に移行してレベル導出部111は、撮像部23から取得した撮像情報に死角となる領域が含まれているか否かを判定する。レベル導出部111は、上述したマスキング処理、しきい値判定モード、平均値判定モード、および描画モードなどの種々の方法から少なくとも1つ、好適には複数の処理を選択して組み合わせて、死角の発生の有無を判定する。レベル導出部111が撮像情報に死角となる領域が含まれていると判定した場合(ステップST5:Yes)、ステップST6に移行する。 Next, in step ST5, the level deriving section 111 determines whether or not the imaging information acquired from the imaging section 23 includes a blind spot area. The level derivation unit 111 selects and combines at least one, preferably a plurality of processes from various methods such as the masking process, the threshold value determination mode, the average value determination mode, and the drawing mode, to determine the blind spot. Determine the presence or absence of occurrence. When the level derivation unit 111 determines that the imaging information includes a blind spot area (step ST5: Yes), the process proceeds to step ST6.
ステップST6においてクレーン制御部114は、死角が生じていると判定された位置(x,y)にバケット253を移動させて廃棄物26aを把持するように制御する。その後、クレーン制御部114は、その他の位置、具体的に例えば、撮像部23の死角となっていると判定された廃棄物レベルzが小さい位置に廃棄物26aを放下する攪拌作業を実行するように、バケット253を制御する。
In step ST6, the
また、バケット253が把持した廃棄物26aを放下する位置に関しては限定されず、死角となる部分が低減可能であれば種々の位置に廃棄物26aを放下することができる。また、実際に死角が生じていると判定された場合以外にも、レベル導出部111によって死角が発生しそうな状態であると判定された場合においても、死角が生じていると判定した場合と同様にステップST6を実行することも可能である。
Further, the position at which the
クレーン252を通じたバケット253の制御としては、自動制御モードと手動制御モードとの少なくとも一方のモードを採用できる。すなわち、自動制御モードにおいては、クレーン制御部114が所定のプログラムに基づいて自動で制御する。クレーン制御部114が実行するプログラムに基づいて、死角が生じている位置と廃棄物26aの移動先が設定されて、割り込み制御などによってクレーン252およびバケット253が制御される。また、手動制御モードにおいては、作業者などのユーザが、入出力部14の表示部などに出力された撮像情報、すなわち貯留ピット26内のモニタ画像を認識し、入出力部14を通じてクレーン制御部114に移動経路情報を入力して、いわゆる手動によってクレーン252およびバケット253が制御される。
At least one of an automatic control mode and a manual control mode can be adopted for controlling the
その後、ステップST7に移行してクレーン制御部114は、攪拌作業が終了したか否かを判定する。クレーン制御部114が攪拌作業は終了したと判定した場合(ステップST7:Yes)、ステップST2に復帰する。一方、クレーン制御部114が攪拌作業は終了していないと判定した場合(ステップST7:No)、ステップST5に復帰する。
After that, the process proceeds to step ST7, and the
一方、ステップST5においてレベル導出部111が撮像情報に死角となる領域が含まれていないと判定した場合(ステップST5:No)、ステップST8に移行する。ステップST8においてクレーン制御部114は、従来と同様にしてクレーン252を制御して、廃棄物26aの種類や状態や廃棄物レベルzに応じてバケット253を制御し、攪拌作業を実行する。なお、クレーン制御部114が廃棄物26aの種類や状態を考慮しない場合、クレーン制御部114は、廃棄物レベルzのみに基づいてクレーン252およびバケット253の制御が可能になるため、攪拌作業の処理速度を向上できる。その後、ステップST7に移行する。
On the other hand, when the level derivation unit 111 determines in step ST5 that the imaging information does not include a blind spot area (step ST5: No), the process proceeds to step ST8. In step ST8, the
続いてステップST7に移行して、クレーン制御部114が攪拌作業は終了したと判定した場合(ステップST7:No)、ステップST2に復帰する。一方、クレーン制御部114が攪拌作業は終了していないと判定した場合(ステップST7:No)、ステップST5に復帰する。
Subsequently, the process proceeds to step ST7, and when the
ステップST2~ST8の処理は、廃棄物貯留設備20の稼働中において繰り返し実行される。以上のようにして、ピット管理装置10による廃棄物貯留設備20の運転が実行される。
The processes of steps ST2 to ST8 are repeatedly executed while the waste storage facility 20 is in operation. As described above, the operation of the waste storage facility 20 by the
従来、撮像部23が撮像した撮像情報は、貯留ピット26内の廃棄物26aの3次元の情報が2次元の情報として得られた情報であることから、レベル導出部111が撮像情報に基づいて死角が生じているか否かを判定することは困難であった。また、撮像部23が撮像した撮像情報に基づいて廃棄物26aの種類や状態を判定する場合、死角になった領域においては、廃棄物26aの種類や状態を判定できないという問題があった。これらの問題は、貯留ピット26内の廃棄物26aの攪拌に影響を及ぼし、さらに貯留ピット26から焼却施設に搬送されて行われる廃棄物26aの燃焼の制御に影響を与える可能性が高くなるという問題につながる。
Conventionally, the imaging information imaged by the imaging unit 23 is information obtained by obtaining the three-dimensional information of the
これに対し、以上説明した一実施形態においては、貯留ピット26内に貯留された廃棄物26aの高さ(廃棄物レベルz)や、種類および状態などを把握する際に、撮像部23による撮像において死角が発生して、廃棄物26aの種類や状態を正確に把握することが困難な状況になった場合に、この状況を是正して死角の発生を低減するように廃棄物26aを攪拌している。これにより、貯留ピット26内の廃棄物26aの種類を判定して、貯留ピット26内における廃棄物26aの堆積情報をより正確に生成することができる。
On the other hand, in the embodiment described above, when grasping the height (waste level z) of the
すなわち、センサ部24によって廃棄物26aの廃棄物レベルzを貯留ピット26の平面に沿って2次元座標の番地(x,y)ごとに計測し、さらに、この番地(x,y)および廃棄物レベルzによる3次元座標(x,y,z)に関連付けして、廃棄物26aの種別を判定することができる。これにより、計測した廃棄物26aの高さ(廃棄物レベルz)と判定した廃棄物26aの種別とから、3次元座標(x,y,z)に関連付けされた種類のマッピング情報である堆積情報を生成して、データベースに蓄積できる。なお、廃棄物の位置を表すx,y,zは、離散的な変数であっても連続的な変数であってもよい。そのため、堆積情報を利用することによって、クレーン252およびバケット253を備えた把持部25の自動運転をより効率的に行うことが可能になる。
That is, the sensor unit 24 measures the waste level z of the
以上、本発明の一実施形態について具体的に説明したが、本発明は、上述の一実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。例えば、上述の一実施形態において挙げた数値はあくまでも例に過ぎず、必要に応じてこれと異なる数値を用いてもよく、本実施形態による本発明の開示の一部をなす記述および図面により本発明は限定されることはない。 Although one embodiment of the present invention has been specifically described above, the present invention is not limited to the above-described one embodiment, and various modifications based on the technical idea of the present invention are possible. For example, the numerical values given in one embodiment above are merely examples, and different numerical values may be used if desired. The invention is not limited.
また、カメラ231~234のそれぞれと、測距センサ241~244のそれぞれとを一体に構成しても良い。これにより、測距センサ241~244によるカメラ231~234の死角の計測精度を向上できる。
Moreover, each of the
また、上述した一実施形態において、作業の内容に応じて、搬入領域261、積替領域、投入領域、および破砕領域などの対象エリアを限定して、廃棄物26aの移動などの作業や、死角の有無の判定などを実行しても良い。具体的に例えば、塵芥収集車が搬入領域261に断続的に廃棄物26aを搬入している時間帯においては、管理の対象として搬入領域261を除外して、上述したピット管理装置10による廃棄物貯留設備20の運転制御を行っても良い。
In the above-described embodiment, the target areas such as the carrying-in
また、塵芥収集車に測位部を設け、塵芥収集車が廃棄物26aを収集した地区ごとに廃棄物26aの体積の情報を取得して積算することにより、搬入領域261に搬入される廃棄物の体積や重量をあらかじめ導出することも可能である。これにより、堆積情報生成部113による堆積情報123の生成時において、搬入領域261に搬入される廃棄物26aの体積や重量をあらかじめシミュレートすることができ、堆積情報をより正確に生成することが可能となる。
In addition, the garbage truck is provided with a positioning unit, and by acquiring and accumulating information on the volume of the
また、上述した一実施形態において人工知能を用いる場合は、機械学習の一例としてニューラルネットワークを用いたディープラーニング(深層学習)を用いているが、それ以外の方法に基づく機械学習を行ってもよい。例えば、サポートベクターマシン、決定木、単純ベイズ、k近傍法など、他の教師あり学習を用いてもよい。また、教師あり学習に代えて半教師あり学習を用いてもよい。 In addition, when artificial intelligence is used in the above-described embodiment, deep learning using a neural network is used as an example of machine learning, but machine learning based on other methods may be performed. . For example, support vector machines, decision trees, naive Bayes, k-nearest neighbors, and other supervised learning may be used. Also, semi-supervised learning may be used instead of supervised learning.
また、一実施形態においては、上述してきた「部」を、「回路」などに読み替えることができる。例えば、制御部は、制御回路に読み替えることができる。 Further, in one embodiment, the above-described "unit" can be read as "circuit" or the like. For example, the controller can be read as a control circuit.
なお、本明細書におけるフローチャートの説明では、「まず」、「その後」、「続いて」などの表現を用いてステップ間の処理の前後関係を明示していたが、本実施の形態を実施するために必要な処理の順序は、それらの表現によって一意的に定められるわけではない。すなわち、本明細書で記載したフローチャートにおける処理の順序は、矛盾のない範囲で変更することができる。 In addition, in the description of the flowcharts in this specification, expressions such as "first", "after", and "following" were used to clarify the context of the processing between steps, but the present embodiment is implemented. The order of processing required to do so is not uniquely determined by those representations. That is, the order of processing in the flow charts described herein can be changed within a consistent range.
さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。本開示のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施形態に限定されるものではない。したがって、添付のクレームおよびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。 Further effects and modifications can be easily derived by those skilled in the art. The broader aspects of the disclosure are not limited to the specific details and representative embodiments shown and described above. Accordingly, various changes may be made without departing from the spirit or scope of the general inventive concept defined by the appended claims and equivalents thereof.
1 ピット管理システム
2 ネットワーク
3 廃棄物処理施設
10 ピット管理装置
11,21 制御部
12 記憶部
13,22 通信部
14 入出力部
20 廃棄物貯留設備
23 撮像部
24 センサ部
25 把持部
26 貯留ピット
26a 廃棄物
30 廃棄物焼却設備
31 燃焼制御装置
32 センサ部
33 焼却炉
111 レベル導出部
112 種類判定部
113 堆積情報生成部
114 クレーン制御部
121 廃棄物レベル情報
122 種類情報
123 堆積情報
231,232,233,234 カメラ
241,242,243,244 測距センサ
251 荷重計
252 クレーン
253 バケット
261 搬入領域
331 投入ホッパ
1 pit management system 2
Claims (10)
所定位置における前記廃棄物までの距離を計測可能なセンサ部により計測された、前記センサ部と前記所定位置における前記廃棄物との距離情報を取得して、前記所定位置における前記廃棄物の高さを導出するレベル導出部と、
前記貯留ピットに貯留された前記廃棄物を把持および放下によって移動させる把持部を制御する把持部制御部と、を備え、
前記レベル導出部は、前記センサ部の計測によって得られた情報に基づいて、前記廃棄物を撮像可能な撮像部による前記廃棄物の撮像情報に死角となる部分が含まれている否かを判定し、
前記レベル導出部が前記撮像情報に前記死角となる領域が含まれていると判定した場合に、前記把持部制御部は、前記死角となる部分における前記廃棄物を他の位置に移動させるように前記把持部を制御する
管理装置。 A management device for managing the waste in a storage pit configured to store the waste,
Information about the distance between the sensor unit and the waste at the predetermined position, which is measured by a sensor unit capable of measuring the distance to the waste at the predetermined position, is obtained, and the height of the waste at the predetermined position is obtained. a level derivation unit for deriving
a gripping unit control unit that controls a gripping unit that moves the waste stored in the storage pit by gripping and dropping,
The level derivation unit determines whether or not a blind spot is included in the imaging information of the waste by the imaging unit capable of imaging the waste, based on the information obtained by the measurement of the sensor unit. death,
When the level derivation unit determines that the imaging information includes the blind area, the grip unit control unit moves the waste in the blind area to another position. A management device that controls the gripping section.
前記レベル導出部により導出された前記所定位置における前記廃棄物の高さと、前記種類判定部により判定された前記所定位置における前記廃棄物の種類とに基づいて、前記貯留ピット内に貯留された前記廃棄物を3次元座標に関連付けて堆積情報として生成する堆積情報生成部と、をさらに備える
請求項1に記載の管理装置。 a type determination unit that determines the type of the waste at the predetermined position based on the imaging information captured by the imaging unit;
The waste stored in the storage pit based on the height of the waste at the predetermined position derived by the level derivation unit and the type of the waste at the predetermined position determined by the type determination unit 2. The management device according to claim 1, further comprising an accumulation information generation unit that associates waste with three-dimensional coordinates and generates accumulation information.
前記レベル導出部は、前記測距センサによって計測された計測値に基づいて、前記死角となる部分が含まれているか否かを判定する
請求項1または2に記載の管理装置。 The sensor unit emits electromagnetic waves toward the waste, and includes a distance measuring sensor that measures the time from when the electromagnetic waves are emitted to when the electromagnetic waves reflected by the waste are received,
The management device according to claim 1 or 2, wherein the level derivation unit determines whether or not the blind spot is included based on the measured value measured by the distance measuring sensor.
前記複数の測距センサはそれぞれ、前記複数の測距センサから出射される複数の前記電磁波のうちの少なくとも1つが、前記貯留ピットに貯留された前記廃棄物に到達可能な位置に設置される
請求項3に記載の管理装置。 The sensor unit has a plurality of ranging sensors,
Each of the plurality of ranging sensors is installed at a position such that at least one of the plurality of electromagnetic waves emitted from the plurality of ranging sensors can reach the waste stored in the storage pit. Item 4. The management device according to item 3.
請求項1~4のいずれか1項に記載の管理装置。 The level derivation unit determines whether or not the blind spot occurs based on at least one of a masking processing mode, a threshold value determination mode, an average value determination mode, and a drawing mode. or the management device according to item 1.
請求項2または請求項2を引用する請求項3~5のいずれか1項に記載の管理装置。 The gripping section control section generates a movement path of the gripping section based on the accumulation information, and outputs an instruction signal to move the gripping section along the movement path. 6. The management device according to any one of items 3 to 5.
所定位置における前記廃棄物までの距離を計測可能なセンサ部により計測して得られた情報に基づいて、前記廃棄物を撮像可能な撮像部によって得られた撮像情報に死角となる部分が含まれているか否かを判定し、
前記撮像情報に前記死角となる領域が含まれていると判定した場合に、前記貯留ピットに貯留された前記廃棄物を把持および放下によって移動させる把持部によって、前記死角となる部分における前記廃棄物を他の位置に移動させる制御を行う
管理方法。 A management method for managing the waste in a storage pit configured to store the waste,
Based on the information obtained by measuring the distance to the waste at a predetermined position by the sensor unit capable of measuring the waste, the imaging information obtained by the imaging unit capable of imaging the waste includes blind spots. determine whether or not
When it is determined that the imaging information includes the blind area, the waste stored in the storage pit is moved by gripping and dropping the waste in the blind area. A management method that controls the movement of the to another position.
所定位置における前記廃棄物までの距離を計測可能なセンサ部により計測して得られた情報に基づいて、前記廃棄物を撮像可能な撮像部によって得られた撮像情報に死角となる部分が含まれているか否かを判定し、
前記撮像情報に前記死角となる領域が含まれていると判定した場合に、前記貯留ピットに貯留された前記廃棄物を把持および放下によって移動させる把持部によって、前記死角となる部分における前記廃棄物を他の位置に移動させる制御を行う
ことを実行させるプログラム。 In the control unit of a management device comprising a control unit for managing the waste in a storage pit configured to store waste,
Based on the information obtained by measuring the distance to the waste at a predetermined position by the sensor unit capable of measuring the waste, the imaging information obtained by the imaging unit capable of imaging the waste includes blind spots. determine whether or not
When it is determined that the imaging information includes the blind area, the waste stored in the storage pit is moved by gripping and dropping the waste in the blind area. A program that controls the movement of the to another position.
廃棄物を貯留する貯留ピットと、
前記管理装置の制御によって、前記廃棄物を把持および放下によって移動可能な把持部と、を備える
廃棄物処理施設。 A management device according to any one of claims 1 to 6,
a storage pit for storing waste;
a gripping part that can move by gripping and releasing the waste under the control of the management device.
前記制御部に、
前記センサ部により計測して得られた情報に基づいて、前記撮像部によって得られた撮像情報に死角となる部分が含まれているか否かを判定し、前記撮像情報に前記死角となる領域が含まれていると判定した場合に、前記把持部によって前記死角となる部分における前記廃棄物を他の位置に移動させる制御を行う
廃棄物処理施設の運転方法。 A storage pit configured to store waste and having a sensor unit capable of measuring a distance to the waste at a predetermined position and an imaging unit capable of imaging the waste, and management of the storage pit and a gripping unit capable of gripping and releasing the waste under the control of the management device, the operation method of a waste disposal facility comprising:
to the control unit,
Based on the information obtained by measurement by the sensor unit, it is determined whether or not the imaging information obtained by the imaging unit includes a blind spot, and the imaging information includes the blind spot. A method of operating a waste disposal facility, wherein, when it is determined that the waste is included, the holding section moves the waste in the blind spot to another position.
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