(57)【要約】【課題】作業者による廃棄物の選別の精度を効果的に高めることができる廃棄物選別支援システムおよび廃棄物選別支援方法を提供する。【解決手段】廃棄物選別支援システム１は、素材推定部４２が、コンベア１０によって搬送される複数の廃棄物Ｗのそれぞれの素材を推定し、投影制御部４４が、素材が推定された廃棄物Ｗの搬送に合わせて、廃棄物Ｗの表面に素材を示す画像を投影装置３５により投影する。そして、投影制御部４４が、廃棄物Ｗの素材に関する画像を当該廃棄物Ｗの表面の形状に合わせて変形して投影する。【選択図】図３
2020192530.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
廃棄物が置かれる場所に画像を投影する投影装置と、
前記廃棄物の素材を推定する素材推定部と、
前記素材推定部によって素材が推定された前記廃棄物の表面に当該廃棄物の素材に関する画像を前記投影装置により投影する投影制御部と、を有し、
前記投影制御部が、前記廃棄物の素材に関する画像を当該廃棄物の表面の形状に合わせて変形して投影することを特徴とする廃棄物選別支援システム。
【請求項２】
複数の廃棄物を搬送する搬送装置と、
前記搬送装置に画像を投影する投影装置と、
前記廃棄物の素材を推定する素材推定部と、
前記素材推定部によって素材が推定された前記廃棄物の搬送に合わせて、当該廃棄物の表面に当該廃棄物の素材に関する画像を前記投影装置により投影する投影制御部と、を有し、
前記投影制御部が、前記廃棄物の素材に関する画像を当該廃棄物の表面の形状に合わせて変形して投影することを特徴とする廃棄物選別支援システム。
【請求項３】
前記廃棄物の素材に関する画像は、素材を示す文字、図形、記号もしくは素材に割り当てた色またはこれらの組み合わせである、請求項１または請求項２に記載の廃棄物選別支援システム。
【請求項４】
前記廃棄物の素材に関する画像は、素材を示す文字、図形、記号またはこれらの組み合わせを、当該廃棄物の表面の色と異なる色で表示したものである、請求項１または請求項２に記載の廃棄物選別支援システム。
【請求項５】
前記廃棄物の素材に関する画像は、素材毎に定められた当該廃棄物を移動させるべき方向を示す図形である、請求項１または請求項２に記載の廃棄物選別支援システム。
【請求項６】
前記廃棄物の重心を推定する重心推定部をさらに有し、
前記投影制御部が、前記廃棄物の素材に関する画像とともに当該廃棄物の重心を示す画像を当該廃棄物の表面に投影する、請求項１または請求項２に記載の廃棄物選別支援システム。
【請求項７】
前記投影制御部が、当該廃棄物の表面に当該廃棄物の素材に関する画像を前記投影装置により投影するとともに、前記廃棄物が置かれる場所に当該画像とは異なる背景画像を前記投影装置により投影する、請求項１に記載の廃棄物選別支援システム。
【請求項８】
前記投影制御部が、当該廃棄物の表面に当該廃棄物の素材に関する画像を前記投影装置により投影するとともに、前記搬送装置の搬送面に当該画像とは異なる背景画像を前記投影装置により投影する、請求項２に記載の廃棄物選別支援システム。
【請求項９】
注意音を出力する注意音出力装置と、
前記素材推定部によって推定された前記廃棄物の素材が注意素材だったとき、当該廃棄物の搬送に合わせた態様で注意音を出力する注意音制御部と、をさらに有する請求項２に記載の廃棄物選別支援システム。
【請求項１０】
前記投影制御部が、前記注意音の出力に合わせた態様で前記廃棄物の素材に関する画像を投影する、請求項９に記載の廃棄物選別支援システム。
【請求項１１】
廃棄物が置かれる場所にある廃棄物の素材を推定する素材推定部と、
前記素材推定部によって素材が推定された前記廃棄物の表面に当該廃棄物の素材に関する画像を投影装置により投影する投影制御部と、を有し、
前記投影制御部が、前記廃棄物の素材に関する画像を当該廃棄物の表面の形状に合わせて変形して投影することを特徴とする廃棄物選別支援装置。
【請求項１２】
前記廃棄物が置かれる場所が、複数の廃棄物を搬送する搬送装置であり、
前記投影制御部が、前記素材推定部によって素材が推定された前記廃棄物の搬送に合わせて、当該廃棄物の表面に当該廃棄物の素材に関する画像を前記投影装置により投影する、請求項１１に記載の廃棄物選別支援装置。
【請求項１３】
廃棄物が置かれる場所にある廃棄物の素材を推定し、素材が推定された前記廃棄物の表面に当該廃棄物の素材に関する画像を投影し、当該画像を投影する際に、当該画像を当該廃棄物の表面の形状に合わせて変形して投影することを特徴とする廃棄物選別支援方法。
【請求項１４】
搬送装置によって搬送される複数の廃棄物の素材を推定し、素材が推定された前記廃棄物の搬送に合わせて、当該廃棄物の表面に当該廃棄物の素材に関する画像を投影し、当該画像を投影する際に、当該画像を当該廃棄物の表面の形状に合わせて変形して投影することを特徴とする廃棄物選別支援方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、人手による廃棄物の選別作業を支援する廃棄物選別支援装置、廃棄物選別支援システムおよび廃棄物選別支援方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、資源の有効活用の観点から、廃棄物をリサイクル可能な資源として再利用することが求められている。廃棄物の再利用を進めるためには、廃棄物を素材毎に選別することが必要である。例えば、住宅や施設を解体処理した際に発生する解体ゴミや、災害時に発生する瓦礫などには、木材、金属類、ガラス類、プラスチック類などの異なる素材の廃棄物が混在している。
【０００３】
本出願人は、このような廃棄物に対応した選別システムを特許文献１に開示している。特許文献１に開示されている選別システムは、コンベアで搬送される廃棄物の画像や廃棄物の重量などの情報をモニタに表示する。作業者は、モニタに表示された情報に基づいて廃棄物の素材を判断し、素材に応じたスイッチを操作する。選別システムは、ロボットアームを駆動してコンベア上の廃棄物を把持し、操作されたスイッチに対応する素材の回収ボックスに当該廃棄物を排出することにより選別する。また、廃棄物の画像とその素材を示す素材情報とを結びつけ、教師データとして記憶する。
【０００４】
この選別システムでは、記憶した教師データを用いて人工知能による廃棄物選別の機械学習を行う。そして、機械学習により人工知能が十分な精度で廃棄物の素材を判別できる場合には、その判別結果に基づいてロボットアームを駆動して廃棄物を選別する。これにより、廃棄物の選別作業を自動化できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１７−１０９１６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
コンベアで搬送される廃棄物の数が多い場合、人工知能による廃棄物の素材の判別は瞬時に行うことができるものの、ロボットアームは移動速度に限界があるため、選別作業が追いつかないことがある。そのため、重い廃棄物や破砕により熱を帯びた廃棄物などの人手での選別が難しい一部の廃棄物をロボットアームで選別し、その下流に作業者を配置して残りの廃棄物を人手で選別する構成が現実的には考えられる。また、例えば、選別システムを設置する場所の制約からロボットアームを設けることが難しいことがあり、すべての廃棄物を人手で選別する構成も少なからず存在する。
【０００７】
しかしながら、作業者が廃棄物の素材を精度よく判別するにはある程度の経験が必要であり、経験の少ない作業者が廃棄物の素材の判別を誤ってしまうおそれがある。その結果、廃棄物の選別の精度が低下してしまう。
【０００８】
そこで、本発明は、作業者による廃棄物の選別の精度を効果的に高めることができる廃棄物選別支援装置、廃棄物選別支援システムおよび廃棄物選別支援方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明の一態様に係る廃棄物選別支援システムは、廃棄物が置かれる場所に画像を投影する投影装置と、前記廃棄物の素材を推定する素材推定部と、前記素材推定部によって素材が推定された前記廃棄物の表面に当該廃棄物の素材に関する画像を前記投影装置により投影する投影制御部と、を有し、前記投影制御部が、前記廃棄物の素材に関する画像を当該廃棄物の表面の形状に合わせて変形して投影することを特徴とする。
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明の他の一態様に係る廃棄物選別支援システムは、複数の廃棄物を搬送する搬送装置と、前記搬送装置に画像を投影する投影装置と、前記廃棄物の素材を推定する素材推定部と、前記素材推定部によって素材が推定された前記廃棄物の搬送に合わせて、当該廃棄物の表面に当該廃棄物の素材に関する画像を前記投影装置により投影する投影制御部と、を有し、前記投影制御部が、前記廃棄物の素材に関する画像を当該廃棄物の表面の形状に合わせて変形して投影することを特徴とする。
【００１１】
本発明において、前記廃棄物の素材に関する画像は、素材を示す文字、図形、記号もしくは素材に割り当てた色またはこれらの組み合わせであることが好ましい。
【００１２】
本発明において、前記廃棄物の素材に関する画像は、素材を示す文字、図形、記号またはこれらの組み合わせを、当該廃棄物の表面の色と異なる色で表示したものであることが好ましい。
【００１３】
本発明において、前記廃棄物の素材に関する画像は、素材毎に定められた当該廃棄物を移動させるべき方向を示す図形であることが好ましい。
【００１４】
本発明において、前記廃棄物の重心を推定する重心推定部をさらに有し、前記投影制御部が、前記廃棄物の素材に関する画像とともに当該廃棄物の重心を示す画像を当該廃棄物の表面に投影することが好ましい。
【００１５】
本発明において、前記投影制御部が、当該廃棄物の表面に当該廃棄物の素材に関する画像を前記投影装置により投影するとともに、前記廃棄物が置かれる場所に当該画像とは異なる背景画像を前記投影装置により投影することが好ましい。
【００１６】
本発明において、前記投影制御部が、当該廃棄物の表面に当該廃棄物の素材に関する画像を前記投影装置により投影するとともに、前記搬送装置の搬送面に当該画像とは異なる背景画像を前記投影装置により投影することが好ましい。
【００１７】
本発明において、注意音を出力する注意音出力装置と、前記素材推定部によって推定された前記廃棄物の素材が注意素材だったとき、当該廃棄物の搬送に合わせた態様で注意音を出力する注意音制御部と、をさらに有することが好ましい。
【００１８】
本発明において、前記投影制御部が、前記注意音の出力に合わせた態様で前記廃棄物の素材に関する画像を投影することが好ましい。
【００１９】
上記目的を達成するために、本発明の他の一態様に係る廃棄物選別支援装置は、廃棄物が置かれる場所にある廃棄物の素材を推定する素材推定部と、前記素材推定部によって素材が推定された前記廃棄物の表面に当該廃棄物の素材に関する画像を投影装置により投影する投影制御部と、を有し、前記投影制御部が、前記廃棄物の素材に関する画像を当該廃棄物の表面の形状に合わせて変形して投影することを特徴とする。
【００２０】
本発明において、前記廃棄物が置かれる場所が、複数の廃棄物を搬送する搬送装置であり、前記投影制御部が、前記素材推定部によって素材が推定された前記廃棄物の搬送に合わせて、当該廃棄物の表面に当該廃棄物の素材に関する画像を前記投影装置により投影するようにしてもよい。
【００２１】
上記目的を達成するために、本発明の他の一態様に係る廃棄物選別支援方法は、廃棄物が置かれる場所にある廃棄物の素材を推定し、素材が推定された前記廃棄物の表面に当該廃棄物の素材に関する画像を投影し、当該画像を投影する際に、当該画像を当該廃棄物の表面の形状に合わせて変形して投影することを特徴とする。
【００２２】
上記目的を達成するため、本発明の他の一態様に係る廃棄物選別支援方法は、搬送装置によって搬送される複数の廃棄物の素材を推定し、素材が推定された前記廃棄物の搬送に合わせて、当該廃棄物の表面に当該廃棄物の素材に関する画像を投影し、当該画像を投影する際に、当該画像を当該廃棄物の表面の形状に合わせて変形して投影することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、廃棄物の素材を推定し、素材が推定された廃棄物の表面に素材に関する画像を投影する。このようにしたことから、作業者が廃棄物の表面に投影された画像を参考にして廃棄物の素材を精度よく判別することができる。また、廃棄物の素材に関する画像を当該廃棄物の表面の形状に合わせて変形して投影する。このようにすることで、例えば、表面に凹凸や傾斜面を有する廃棄物に対して素材に関する画像を変形なくそのまま投影すると、表面において画像が変形して読みづらくなるところ、あらかじめ凹凸や傾斜面に合わせて画像を変形させて投影することで画像判読性を効果的に向上させることができる。そのため、作業者による廃棄物の選別の精度を効果的に高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の一実施例に係る廃棄物選別支援システムの概略構成を説明する図である。
【図２】図１の廃棄物選別支援システムの制御装置の機能ブロックを説明する図である。
【図３】図１の廃棄物選別支援システムの人手選別エリアの一例を示す図である。
【図４】人手選別エリアにおいて、廃棄物（シート）に素材に関する画像を投影する例を示す図である。
【図５】人手選別エリアにおいて、廃棄物（板）に素材に関する画像を投影する例を示す図である。
【図６】人手選別エリアにおいて、廃棄物（部品）に素材に関する画像を投影する例を示す図である。
【図７】人手選別エリアにおいて、廃棄物（パイプ）に素材に関する画像を投影する例を示す図である。
【図８】図１の廃棄物選別支援システムの制御装置における処理（廃棄物選別支援処理）の一例を示すフローチャートである。
【図９】図１の廃棄物選別支援システムの変形例で用いられる人手選別エリアの一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の実施例に係る廃棄物選別支援システムについて、図１〜図９を参照して説明する。
【００２６】
図１は、本発明の一実施例に係る廃棄物選別支援システムの概略構成を説明する図である。図２は、図１の廃棄物選別支援システムの制御装置の機能ブロックを説明する図である。図３は、図１の廃棄物選別支援システムの人手選別エリアの一例を示す図である。図４〜図７は、人手選別エリアにおいて、廃棄物（シート、板、部品、パイプ）に素材に関する画像を投影する例を示す図である。図４において、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は斜視図である。図５〜図７において、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は正面図であり、（ｃ）は斜視図である。図８は、図１の廃棄物選別支援システムの制御装置における処理（廃棄物選別支援処理）の一例を示すフローチャートである。図９は、図１の廃棄物選別支援システムの変形例で用いられる人手選別エリアの一例を示す図である。図１および図３の矢印は、廃棄物の搬送方向を示す。
【００２７】
本発明の実施例に係る廃棄物選別支援システム１は、例えば、住宅などの解体ゴミあるいは災害時に発生する瓦礫などに含まれる廃棄物を選別するものである。これらの廃棄物は、例えば、木材、プラスチック、ビニールシート、ポリ塩化ビニール材、紙、サイディング、石膏ボード、繊維、ガラス、鉄系金属、非鉄金属など多種多様なものであり、様々な素材のものが含まれる。また、これら廃棄物の大きさや形状はバラバラで一定していない。なお、本発明は、スチール缶、アルミニウム缶、ビン、ペットボトル、および、これらを収容するビニール袋などの廃棄物を選別するシステムに適用することもできる。
【００２８】
図１に示すように、廃棄物選別支援システム１は、搬送装置としてのコンベア１０と、撮影装置としてのカメラ２０と、移動装置としてのロボットアーム３０と、投影装置３５と、廃棄物選別支援装置としての制御装置４０と、を有している。
【００２９】
コンベア１０は、複数の廃棄物Ｗを一方向（図１において左側から右側に向かう方向）に搬送する。コンベア１０の上流には、サブコンベア１１が配置され、コンベア１０とサブコンベア１１との間には、振動ふるい装置１２が配置されている。サブコンベア１１によって搬送された複数の廃棄物Ｗは、振動ふるい装置１２によって所定の大きさ（例えば５０ｍｍ）以下の廃棄物Ｗｓがふるい落とされたのち、コンベア１０に供給される。本実施例において、コンベア１０とサブコンベア１１は、ベルト式コンベアを採用しているが、複数の廃棄物Ｗを搬送できるものであれば、ローラコンベアやバケット式のコンベアなどの各種搬送装置を採用可能である。
【００３０】
なお、振動ふるい装置１２において所定の大きさ以下の廃棄物Ｗｓをふるい落としたあと、さらに磁力を用いて鉄などの強磁性体を複数の廃棄物Ｗから取り除くようにしてもよい。鉄などの強磁性体は磁力により容易に取り除けるため、予め磁性体を取り除いてからその他の素材の選別を行うことで、素材を判別する作業者の負担を少なくすることができる。本実施例では、磁力を用いた廃棄物Ｗの除去は行っていない。
【００３１】
カメラ２０は、コンベア１０の上流部に設置されている。具体的には、カメラ２０はコンベア１０の搬送面１０ａにおける上流寄りの箇所を上方から撮影するように配置されている。カメラ２０は、コンベア１０によって複数の廃棄物Ｗが搬送される様子を撮影し、撮影した画像に応じた画像データを出力する。本実施例において、カメラ２０として、カラー動画を撮影するＲＧＢカメラ、被写体を立体的に捉える３Ｄカメラ、および、近赤外線を用いて撮影する近赤外線カメラを採用している。なお、本発明の目的に反しない限り、システム構成や廃棄物の種類、素材などに応じて、ＲＧＢカメラ以外の他の種類の撮影装置を採用してもよい。例えば、静止画を撮影する静止画カメラ、Ｘ線を用いて撮影するＸ線カメラなどを採用してもよい。
【００３２】
ロボットアーム３０は、コンベア１０の中流部に設置されている。具体的には、ロボットアーム３０は、コンベア１０における搬送方向中央付近の箇所の脇に設置されている。ロボットアーム３０は、コンベア１０上の複数の廃棄物Ｗをひとつずつ掴み上げる。そして、ロボットアーム３０は、つかみ上げた廃棄物Ｗを素材毎に設けられた図示しない回収ボックスに移動させる。なお、本発明の目的に反しない限り、廃棄物Ｗを素材毎に設けられた場所に移動することができるものあれば、システム構成や廃棄物の種類などに応じて、ロボットアーム３０以外の他の種類の移動装置を採用してもよい。本実施例において、ロボットアーム３０は、比較的重さのある廃棄物Ｗ（素材が木材、セメント、金属など）を選別する。
【００３３】
投影装置３５は、例えば、レーザー光照射装置やプロジェクター装置などで構成されており、コンベア１０の下流部に設置されている。具体的には、投影装置３５は、コンベア１０の搬送面１０ａにおける下流寄りの箇所（図１において斜線で示す箇所、以下、「人手選別エリアＳ」という。）に上方から画像を投影するように配置されている。この人手選別エリアＳには、ロボットアーム３０によって選別されなかった廃棄物Ｗが流れてくる。コンベア１０における人手選別エリアＳの脇に選別を行う作業者（図示なし）が配置され、人手選別エリアＳにおいて作業者による人手での選別作業が行われる。人手選別エリアＳは、搬送面１０ａの幅と略同じ幅であり、搬送方向の長さが１〜２ｍ程度である。本実施例において、人手選別エリアＳに配置された作業者は、ロボットアーム３０によって選別されなかった廃棄物（素材がプラスチック、ビニール（ポリプロピレンやポリエチレンなどの一般的にビニールと呼ばれているもの）、ポリ塩化ビニールなど）を選別する。なお、コンベア１０で搬送される廃棄物Ｗが、例えば、スチール缶、アルミニウム缶、ビン、ペットボトル、および、これらを収容するビニール袋などの人手で選別が可能なもののみであれば、ロボットアーム３０を省略した構成としてもよい。人手選別エリアＳにおいて投影装置３５が投影する画像については後述する。
【００３４】
制御装置４０は、廃棄物選別支援システム１全体の動作を司る。本実施例において、制御装置４０は、カメラ２０から出力された各種画像データに基づいて、コンベア１０によって搬送される複数の廃棄物Ｗの位置および形状を特定するとともに素材および重心を推定する。また、制御装置４０は、ロボットアーム３０を制御して、複数の廃棄物Ｗをコンベア１０から素材毎に設けられた回収ボックスに順次移動（排出）させる。
【００３５】
制御装置４０は、コンピュータを有している。コンピュータは、パーソナルコンピュータでもよく、ワークステーションやサーバ装置のような大型コンピュータでもよい。コンピュータは、中央処理装置（ＣＰＵ）と、ＣＰＵによって実行される各種プログラムを格納したメモリやハードディスク装置などからなるプログラム記憶装置と、を有している。制御装置４０には、無線通信回線を通じてタブレット端末５０が接続されている。タブレット端末５０は、廃棄物選別支援システム１の各種状態を表示する表示装置および廃棄物選別支援システム１の操作が入力される操作入力装置として用いられる。
【００３６】
なお、タブレット端末５０に代えて、液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイなどを有するモニタ装置などの表示装置、ならびに、キーボードおよびマウスなどの操作入力装置が、制御装置４０に接続されていてもよい。または、タブレット端末５０が有する、コンピュータからなる制御部（図示なし）を制御装置４０として用いてもよい。
【００３７】
また、制御装置４０には、外付けハードディスク装置などの記憶装置６０が接続されている。この記憶装置６０には、廃棄物の素材を推定するための学習に用いられる教師データが記憶される。なお、本出願人は、教師データの生成について上記特許文献１などで開示しており、本明細書での詳細説明は省略する。制御装置４０と、記憶装置６０およびタブレット端末５０の少なくとも一方とは、例えば、インターネットなどを介して接続されていてもよい。
【００３８】
図３に示すように、制御装置４０のコンピュータは、プログラム記憶装置に格納されたプログラム（廃棄物選別支援プログラム）を実行することにより、廃棄物特定部４１、素材推定部４２、重心推定部４３、投影制御部４４および移動制御部４５として機能する。
【００３９】
廃棄物特定部４１は、カメラ２０から出力された各種画像データ（カラー画像データ、３Ｄ画像データ、近赤外線画像データ）を取得するとともに、これら画像データに基づいて、コンベア１０の搬送面１０ａ上の複数の廃棄物Ｗのそれぞれの位置および形状を特定する。また、廃棄物特定部４１は、特定した複数の廃棄物Ｗの位置およびコンベア１０の搬送速度に基づいて、複数の廃棄物Ｗのコンベア１０上の位置を追跡する。廃棄物特定部４１は、各種画像データについて、そのまま、または、複数の廃棄物Ｗのそれぞれに対応する部分を切り出すなどの加工をして素材推定部４２に出力する。
【００４０】
素材推定部４２は、廃棄物特定部４１によって位置および形状が特定された複数の廃棄物Ｗのそれぞれの素材を推定する。具体的には、廃棄物特定部４１から画像データを取得し、これら画像データについて素材毎に用意した認識パターンデータを用いたパターンマッチング処理を行うことにより、複数の廃棄物Ｗのそれぞれの素材を推定する。もちろん、これ以外の処理方法によって素材を推定してもよい。推定に用いる認識パターンデータは、記憶装置６０に記憶された教師データを用いた機械学習により更新される。
【００４１】
素材推定部４２は、例えば、周期的に、または、システムが選別処理を行っていない期間に、または、記憶装置６０に新たな教師データが追加されたときに、など所定のタイミングで記憶装置６０から教師データを読み出し、機械学習を行って認識パターンデータを更新する。本実施例では、素材推定部４２は、誤差逆伝播法による最適化手法を用いた畳み込みニューラルネットワークにより機械学習を行うように構成されている。もちろん、これ以外の方法で機械学習を行ってもよい。
【００４２】
重心推定部４３は、複数の廃棄物Ｗのそれぞれの重心を推定する。具体的には、重心推定部４３は、廃棄物特定部４１により特定された複数の廃棄物Ｗのそれぞれの形状に基づいて、複数の廃棄物Ｗのそれぞれの重心位置を推定する。
【００４３】
投影制御部４４は、素材推定部４２によって素材が推定された複数の廃棄物Ｗの搬送（コンベア１０による移動）に合わせて、廃棄物Ｗの表面に当該廃棄物Ｗの素材に関する画像を投影装置３５により投影する。なお、投影制御部４４は、コンベア１０における廃棄物Ｗの近傍にも上記画像を投影してもよい。
【００４４】
投影制御部４４は、廃棄物Ｗの素材に関する画像を当該廃棄物Ｗの表面の形状（すなわち、凹凸、曲面、搬送面１０ａに対する傾斜角度など）に合わせて変形して投影する。投影制御部４４は、廃棄物特定部４１によって特定された廃棄物Ｗの形状に基づいて、廃棄物Ｗの表面の形状を取得する。本実施例において、投影制御部４４は、廃棄物Ｗの表面としての上面に画像を投影する際に、上面が水平面（略水平面を含む）である場合には画像の変形を行わず、上面が水平面以外の面である場合には画像の変形を行う。投影制御部４４は、人手選別エリアＳの脇に配置された作業者が水平から４５〜６０度くらい目線を下げてコンベア１０の搬送面１０ａを見下ろしたときに、画像が歪みなくまたは軽微な歪みを持った状態で視認されるように当該画像の変形を行う。また、画像が色のみの場合は、色の濃淡がなくまたは軽微な濃淡を持った状態で視認されるように当該画像の部分毎の濃淡調整（すなわち変形）を行う。また、投影制御部４４は、廃棄物特定部４１から廃棄物Ｗの位置を取得し、当該廃棄物Ｗの上面に画像が表示され続けるように、廃棄物Ｗの搬送に合わせて画像を移動させる。
【００４５】
廃棄物Ｗの素材に関する画像は、素材を示す文字、図形、記号もしくは素材に割り当てた色またはこれらの組み合わせたものである。素材を示す文字は、例えば、素材名（プラスチック、ポリ塩化ビニール等）である。素材を示す図形は、例えば、プラスチックは「○」、ポリ塩化ビニールは「△」など素材毎にあらかじめ割り当てた図形や、素材毎に設けられた回収ボックスの場所を指し示す矢印（すなわち、廃棄物の素材毎に定められた当該廃棄物を移動させるべき方向を示す図形）である。素材を示す記号は、例えば、略称（プラスチックは「ＰＬＡ」、ポリ塩化ビニールは「ＰＶＣ」等）である。素材に割り当てた色は、例えば、プラスチックは赤色、ポリ塩化ビニールは青色などとあらかじめ割り当てた色である。この場合、廃棄物Ｗの上面全体にその素材に割り当てた色を投影する。また、素材名や略称を素材に割り当てた色に着色して投影してもよい。このようにすることで、作業者が容易に素材を判別することができる。
【００４６】
または、廃棄物Ｗの素材に関する画像は、素材を示す文字、図形、記号またはこれらの組み合わせを、当該廃棄物Ｗの表面の色と異なる色（例えば、表面の色の補色など）で表示したものとしてもよい。このようにすることで、廃棄物Ｗの表面において画像をより視認しやすく投影することができ、作業者が容易に素材を判別することができる。また、廃棄物Ｗの素材に関する画像は、コンベア１０の搬送面１０ａにおける廃棄物Ｗの近傍に投影してもよい。例えば、素材を示す記号（素材の略称）を廃棄物Ｗの表面に投影し、素材を示す図形（素材毎に設けられた回収ボックスの場所を指し示す矢印）を搬送面１０ａにおける廃棄物Ｗの近傍に投影する。
【００４７】
本実施例において、廃棄物Ｗの素材に関する画像は、素材を示す記号を採用し、プラスチックは「ＰＬＡ」、ビニール（ポリプロピレンおよびポリエチレン含む）は「ＶＮＬ」、ポリ塩化ビニールは「ＰＶＣ」としており、投影制御部４４は、これら記号を廃棄物Ｗの上面に投影する。さらに、廃棄物Ｗの素材に関する画像は、廃棄物Ｗの素材毎に設けられた回収ボックスの場所を指し示す矢印を含み、投影制御部４４はこれら矢印を搬送面１０ａにおける廃棄物Ｗの近傍に投影する。廃棄物Ｗの素材に関する画像に、上記矢印、すなわち、廃棄物の素材毎に定められた当該廃棄物を移動させるべき方向を示す図形を含むことで、作業者が廃棄物Ｗを正しい方向に移動せせるように促すことができる。なお、矢印の画像の投影を省略した構成としてもよい。
【００４８】
廃棄物Ｗの素材に関する画像の投影例を図３〜図７に示す。図３に示すように、コンベア１０の人手選別エリアＳにある複数の廃棄物Ｗのそれぞれには素材に関する画像Ｇ１１〜Ｇ１４（記号）、Ｇ２１〜Ｇ２４（矢印）が投影されている。
【００４９】
図４は、ポリプロピレン製のシートＷ１にその素材に関する画像Ｇ１１、Ｇ２１を投影した例である。画像Ｇ１１は、素材がビニールであることを示す記号（ＶＮＬ）である。投影制御部４４は、シートＷ１の上面が水平面であることから記号を変形することなく投影している。画像Ｇ２１は、素材がビニールである廃棄物Ｗの回収ボックス（図示なし）の場所を指し示す矢印である。また、投影制御部４４は、重心推定部４３によって推定されたシートＷ１の重心の位置を示すマークＭ１も投影している。
【００５０】
図５は、プラスチック製の板Ｗ２にその素材に関する画像Ｇ１２、Ｇ２２を投影した例である。画像Ｇ１２は、素材がプラスチックであることを示す記号（ＰＬＡ）である。投影制御部４４は、板Ｗ２の上面が水平面であることから記号を変形することなく投影している。画像Ｇ２２は、素材がプラスチックである廃棄物Ｗの回収ボックス（図示なし）の場所を指し示す矢印である。また、投影制御部４４は、重心推定部４３によって推定された板Ｗ２の重心の位置を示すマークＭ２も投影している。
【００５１】
図６は、比較的複雑な形状のプラスチック製の部品Ｗ３にその素材に関する画像Ｇ１３、Ｇ２３を投影した例である。画像Ｇ１３は、素材がプラスチックであることを示す記号（ＰＬＡ）である。部品Ｗ３は、全体的にくさび形状を有しており、上面である傾斜面が半円状に切り欠かれている。投影制御部４４は、部品Ｗ３の上面が水平面以外の面（傾斜面および半円状の切り欠きの内面）であることから、上面の形状に合わせて記号を変形して投影している。画像Ｇ２３は、素材がプラスチックである廃棄物Ｗの回収ボックス（図示なし）の場所を指し示す矢印である。また、投影制御部４４は、重心推定部４３によって推定された部品Ｗ３の重心の位置を示すマークＭ３も投影している。
【００５２】
図７は、ポリ塩化ビニール製のパイプＷ４にその素材に関する画像Ｇ１４、Ｇ２４を投影した例である。画像Ｇ１４は、素材がポリ塩化ビニールであることを示す記号（ＰＶＣ）である。パイプＷ４は、円筒形状を有しており、上面が曲面状である。投影制御部４４は、パイプＷ４の上面が水平面以外の面（曲面）であることから、上面の形状に合わせて記号を変形して投影している。画像Ｇ２４は、素材がポリ塩化ビニールである廃棄物Ｗの回収ボックス（図示なし）の場所を指し示す矢印である。また、投影制御部４４は、重心推定部４３によって推定されたパイプＷ４の重心の位置を示すマークＭ４も投影している。
【００５３】
移動制御部４５は、廃棄物特定部４１から複数の廃棄物Ｗの位置を取得し、ロボットアーム３０によって移動可能なエリア内にある廃棄物Ｗのうち、素材推定部４２によって推定された素材がロボットアーム３０による選別対象のものについて回収ボックスに移動させるように、当該ロボットアーム３０を制御する。これにより、ロボットアーム３０による選別対象の廃棄物Ｗがその素材に応じた回収ボックスに移動され、コンベア１０上から排出される。
【００５４】
次に、上述した実施例の廃棄物選別支援システム１の制御装置４０のコンピュータにおいて実行される本発明に係る処理（廃棄物選別支援処理）の一例について説明する。
【００５５】
制御装置４０は、カメラ２０を制御して、複数の廃棄物Ｗが搬送される様子を撮影する。そして、制御装置４０は、カメラ２０から出力された画像データを解析して、画像データに含まれる複数の廃棄物Ｗのそれぞれの位置および形状を特定する（Ｓ１１０）。
【００５６】
制御装置４０は、位置および形状を特定した複数の廃棄物Ｗのそれぞれについて、画像データに基づいて素材および重心を推定する（Ｓ１２０、Ｓ１３０）。
【００５７】
制御装置４０は、複数の廃棄物Ｗの位置を追跡し、ロボットアーム３０によって移動可能なエリア内にある廃棄物Ｗのうち、当該廃棄物Ｗについて推定された素材がロボットアーム３０による選別対象のものを回収ボックスに移動させるようにロボットアーム３０を制御する（Ｓ１４０）。これにより、ロボットアーム３０は、選別対象の廃棄物Ｗを回収ボックスに移動（選別）する。
【００５８】
制御装置４０は、複数の廃棄物Ｗの位置を追跡し、人手選別エリアＳ内にある廃棄物Ｗに対し、当該廃棄物Ｗの搬送に合わせて、当該廃棄物Ｗの上面に当該廃棄物Ｗについて推定された素材を示す記号を投影装置３５により投影し、搬送面１０ａにおける廃棄物Ｗの近傍にそれを移動させるべき方向を示す矢印を投影する（Ｓ１５０）。これにより、人手選別エリアＳの脇に配置された作業者は、各廃棄物Ｗの上面およびその近傍に投影された画像に基づいて当該廃棄物Ｗの素材を判別して、当該廃棄物Ｗを素材に応じた回収ボックスに移動（選別）する。なお、制御装置４０は、作業者による選別動作を認識して、コンベア１０上から廃棄物Ｗが移動されたあとに、当該廃棄物Ｗに係る素材に関する画像の投影を止める（画像を消す）ようにしてもよい。制御装置４０は、上記処理を繰り返し実行して、廃棄物Ｗの選別を進める。
【００５９】
以上より、本実施例の廃棄物選別支援システム１によれば、素材推定部４２が、コンベア１０によって搬送される複数の廃棄物Ｗのそれぞれの素材を推定し、投影制御部４４が、素材が推定された廃棄物Ｗの搬送に合わせて、廃棄物Ｗの表面に素材を示す画像を投影する。このようにしたことから、作業者が廃棄物Ｗの表面に投影された画像により廃棄物Ｗの素材を精度よく判別することができる。また、廃棄物Ｗの素材に関する画像を当該廃棄物Ｗの表面の形状に合わせて変形して投影する。このようにすることで、例えば、表面に凹凸や傾斜面を有する廃棄物Ｗに対して素材に関する画像を変形なくそのまま投影すると、表面で画像が変形してしまうところ、あらかじめ凹凸や傾斜面に合わせて画像を変形させて投影することで画像判読性を効果的に向上させることができる。そのため、作業者による廃棄物Ｗの選別の精度を効果的に高めることができる。
【００６０】
また、重心推定部４３が、廃棄物の重心を推定し、投影制御部４４が、廃棄物Ｗの素材に関する画像とともに当該廃棄物Ｗの重心を示す画像を当該廃棄物Ｗの表面に投影する。このようにすることで、作業者が重心を考慮して廃棄物Ｗを取り上げることができるので、より容易に選別作業をすることができる。
【００６１】
上述した廃棄物選別支援システム１では、廃棄物Ｗの素材に関する画像のみを表示するものであったが、これに限定されるものではない。例えば、投影制御部４４は、廃棄物Ｗの表面に素材に関する画像を投影するとともに、コンベア１０の搬送面１０ａの人手選別エリアＳに当該画像とは異なる背景画像を投影するようにしてもよい。背景画像は、市松模様や格子模様、水玉模様などの各種模様、風景画像、人物画像などの任意の画像であり、静止画および動画のいずれであってもよい。このようにすることで、単調になりがちな選別作業に刺激的な要素を与えて、作業効率の低下を効果的に抑制できる。また、素材に関する画像を際立たせるような背景画像を選択することで、作業者による廃棄物Ｗの選別の精度をより効果的に高めることができる。
【００６２】
また、上述した実施例の廃棄物選別支援システム１では、廃棄物の選別を視覚的に支援する構成であったが、聴覚的に支援してもよい。例えば、上記廃棄物選別支援システム１に、ブザーやスピーカーなど注意音を出力する注意音出力装置を設ける。そして、制御装置４０により注意音出力装置を制御して、素材推定部４２によって推定された廃棄物Ｗの素材があらかじめ定めた注意素材（例えば、ポリ塩化ビニールなど）からなるものだったとき、この廃棄物Ｗの搬送に合わせた態様で注意音出力装置から注意音を出力するようにしてもよい。この構成において、制御装置４０は注意音制御部として機能する。
【００６３】
廃棄物Ｗの搬送に合わせた態様として、例えば、注意素材の廃棄物Ｗが人手選別エリアＳに進入したタイミングでブザーから注意音を鳴動（例えば「ピー」など）させる。または、注意音を断続的に鳴動（例えば、「ピッ、ピッ、ピッ」など）させるとともに、注意素材の廃棄物Ｗが人手選別エリアＳに近づくのに合わせて鳴動の間隔を短くする、または、注意音を徐々に大きくする。注意音として、メッセージ音声（例えば、「塩化ビニール材が近づいています」など）を採用してもよい。
【００６４】
このようにすることで、視覚的な廃棄物の選別の支援に加えて、選別に注意を要する注意素材の廃棄物について聴覚的にも支援して、当該廃棄物の接近を作業者に明確に認識させることができる。そのため、作業者による廃棄物Ｗの選別の精度をより効果的に高めることができる。
【００６５】
さらに、上記視覚的に支援する構成において、投影制御部４４が、注意音の出力に合わせた態様で廃棄物Ｗの素材に関する画像を投影するようにしてもよい。注意音の出力に合わせた態様として、例えば、注意音の鳴動と同時に画像を投影する。または、断続的な注意音の鳴動に合わせて画像を断続的に投影（点滅表示）する。
【００６６】
このようにすることで、選別に注意を要する注意素材の廃棄物についてその所在を作業者に明確に認識させることができる。そのため、作業者による廃棄物Ｗの選別の精度をより効果的に高めることができる。
【００６７】
また、上述した実施例は、廃棄物Ｗはコンベア１０で搬送される構成に適用されるものであったが、本発明は、この構成だけに適用されるものではない。例えば、図９に示すように、廃棄物が廃棄物選別用のテーブル１５に置かれる構成に適用してもよい。この構成に適用される廃棄物選別支援システムは、テーブル１５の上方に配置されたカメラ２０および投影装置３５と、制御装置４０とを、有しており、ロボットアーム３０は有していない。このシステムは、静止した廃棄物Ｗに画像を投影するものである。このシステムは、テーブル１５のテーブル面１５ａの人手選別エリアＳに置かれた複数の廃棄物（シートＷ１、板Ｗ２、部品Ｗ３、パイプＷ４）について、素材を推定し、それぞれの廃棄物の表面に、素材に関する画像Ｇ１１〜Ｇ１４（記号）および重心の位置を示すマークＭ１〜Ｍ４およびを投影し、テーブル面１５ａに素材に関する画像Ｇ２１〜Ｇ２４（矢印）を投影する。このシステムでは、廃棄物をテーブル１５に置く構成以外にも、廃棄物が地面に置かれる構成や、廃棄物がコンテナに収容される構成にも適用することができる。このシステムでは、例えば、一度に画像を投影する廃棄物の最大数（例えば４個）を定めておき、１つの廃棄物がテーブル１５から外に移動されたら、画像が投影されていない他の廃棄物に対して新たに画像を投影するようにしてもよい。
【００６８】
以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明は上記実施例に限定さるものではなく、種々の変形実施が可能である。例えば、上述した実施例では、建築物を解体処理した際に発生する解体ゴミあるいは瓦礫の選別支援システムに本発明を適用した場合を例として説明したが、これに限らず一般家庭から排出されるゴミを選別するシステムに本発明を適用してもよい。その際、素材に関する画像については、選別する廃棄物の種類に最適なものを適用すればよい。
【符号の説明】
【００６９】
１…廃棄物選別支援システム、１０…コンベア、１０ａ…搬送面、１１…サブコンベア、１２…振動ふるい装置、１５…テーブル、１５ａ…テーブル面、２０…カメラ、３０…ロボットアーム、３５…投影装置、４０…制御装置、４１…廃棄物特定部、４２…素材推定部、４３…重心推定部、４４…投影制御部、４５…移動制御部、５０…タブレット端末、６０…記憶装置、Ｓ…人手選別エリア、Ｗ…廃棄物、Ｗ１…シート、Ｗ２…板、Ｗ３…部品、Ｗ４…パイプ、Ｇ１１〜Ｇ１４…素材に関する画像（記号）、Ｇ２１〜Ｇ２４…素材に関する画像（矢印）、Ｍ１〜Ｍ４…重心の位置を示すマーク
【図１】
2020192530.tif 000003
【図２】
2020192530.tif 000004
【図３】
2020192530.tif 000005
【図４】
2020192530.tif 000006
【図５】
2020192530.tif 000007
【図６】
2020192530.tif 000008
【図７】
2020192530.tif 000009
【図８】
2020192530.tif 000010
【図９】
2020192530.tif 000011