(57)【要約】      （修正有）【課題】対象物の搭載状態や乾湿状態に依存することなくその大きさに基づく種類を正確に判別することができる対象物の種類判別装置を提供する。【解決手段】３次元画像計測により対象物の高さ画像情報を得る高さ画像作成手段４０と、高さ画像作成手段から得られる高さ画像情報を平滑化した平滑化高さ画像情報を得る平滑化処理手段４１と、高さ画像情報及び平滑化処理手段から得られる平滑化高さ画像情報の差分画像情報を求める差分処理手段４２と、差分処理手段から得られる差分画像情報を１次微分した差分画像１次微分情報を算出する第１の１次微分処理手段４３と、第１の１次微分処理手段から得られる差分画像１次微分情報の値が第１の基準値以上である領域の面積を求める第１の面積処理手段４４と、第１の面積処理手段から得られる面積を第１の判別閾値と比較することにより対象物の種類を判別する第１の判別手段４５とを備えている。【選択図】図４
2014122827.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
３次元画像計測により対象物の高さ画像情報を得る高さ画像作成手段と、該高さ画像作成手段から得られる高さ画像情報を平滑化した平滑化高さ画像情報を得る平滑化処理手段と、前記高さ画像情報及び前記平滑化処理手段から得られる平滑化高さ画像情報の差分画像情報を求める差分処理手段と、該差分処理手段から得られる差分画像情報を１次微分した差分画像１次微分情報を算出する第１の１次微分処理手段と、該第１の１次微分処理手段から得られる差分画像１次微分情報の値が第１の基準値以上である領域の面積を求める第１の面積処理手段と、前記第１の面積処理手段から得られる面積を第１の判別閾値と比較することにより前記対象物の種類を判別する第１の判別手段とを備えていることを特徴とする対象物の種類判別装置。
【請求項２】
前記高さ画像情報を１次微分した高さ画像１次微分情報を算出する第２の１次微分処理手段と、該第２の１次微分処理手段から得られる高さ画像１次微分情報の値が第２の基準値以上である領域の面積を求める第２の面積処理手段と、前記第２の面積処理手段から得られる面積を複数の第２の判別閾値と比較することにより前記対象物の種類を判別する第２の判別手段とをさらに備えていることを特徴とする請求項１に記載の対象物の種類判別装置。
【請求項３】
前記対象物がコンクリート骨材であり、前記第１の判別手段が前記第１の面積処理手段から得られる面積を第１の判別閾値と比較することにより前記コンクリート骨材が砂であるか否かを判別する手段であることを特徴とする請求項１又は２に記載の対象物の種類判別装置。
【請求項４】
前記対象物がコンクリート骨材であり、前記第２の判別手段が前記第２の面積処理手段から得られる面積を複数の第２の判別閾値と比較することにより前記コンクリート骨材が大きさによって分類されるいずれの種類の砂利であるかを判別する手段であることを特徴とする請求項２に記載の対象物の種類判別装置。
【請求項５】
前記高さ画像作成手段が、運搬手段又は搬送ベルトに搭載された前記対象物の高さ画像情報を３次元画像計測により得る手段であることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の対象物の種類判別装置。
【請求項６】
前記高さ画像作成手段が、ステレオ法を用いた３次元画像計測により前記対象物の高さ画像情報を得る手段であることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の対象物の種類判別装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、異なる大きさの粒体を含有する対象物、例えばコンクリート骨材等の対象物の種類判別装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
コンクリート用砕石及び砕砂としてＪＩＳ  Ａ  ５００５に規定されているように、コンクリート骨材には、種々の大きさの砕石、砕砂及び／又は再生骨材等が存在する。
【０００３】
一般に、バッチ式のコンクリートの製造工場では、トラック等で運搬されてきた種々のコンクリート骨材がその種類及び大きさ別に指定された骨材貯蔵部にそれぞれ貯蔵されており、必要種類及び必要量の骨材がこれら骨材貯蔵部から選択されてコンクリートの製造が行われる。従って、この種のコンクリート製造においては、運搬され骨材貯蔵部に貯蔵されているコンクリート骨材が、正しい種類及び大きさの骨材であることが必須であり、その判別を自動的に行う技術を備えることが望まれている。
【０００４】
特許文献１には、コンクリート骨材の判別システムとして、骨材の受入れ時に発生する振動を計測し、計測した振動をスペクトル解析して各周波数の振幅を求め、求めた振幅に基づいて骨材の種類を判別することが開示されている。
【０００５】
特許文献２には、コンクリート骨材の選別装置として、搬送される骨材を照明して撮影し、得られた２値画像のエッジ部分を膨張処理することにより、大きな塊の骨材の画像を抽出し、その画像から大塊骨材の大きさ及び／又は面積と基準値とを比較して大塊骨材を判別することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−２１６７８１
【特許文献２】特開２００８−２１２７７８
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に開示されたコンクリート骨材の判別システムは、移動時の振動を計測するものであるため、骨材を搬送ベルト等で移動させる必要があり、トラック等で運搬されてきた骨材をそのトラックに搭載させた状態で種類判別することは不可能であった。さらに、砂と砂利とを識別することができるものの、砂利の大きさに基づく種類を判別することは全くできなかった。
【０００８】
また、特許文献２に開示されたコンクリート骨材の選別装置は、骨材の大きさを基準値と比較してその大塊骨材を判別することは可能であるが、砂利の大きさの相違による種類の判別や砂等の骨材の種類の判別を行うことはできなかった。
【０００９】
さらに、特許文献２に開示されているように、骨材の照明反射光を撮像した画像をそのまま利用して判別する方法は、その骨材の色の相違、明るさの相違、その骨材の積載形態（盛られ方）の相違、及び／又は濡れ方の相違によって誤った判別が行われてしまう可能性があった。例えば、砂利の色が異なる場合、明るさにむらがある場合、砂利の一部が山形に盛られている場合、又は砂の一部が濡れている場合は、誤った判別が行われてしまう。
【００１０】
なお、物品を撮像することによりその大きさや形状を判別する技術は、果物や野菜等の仕分け装置で既に使用されているが、これら判別技術は、対象物の単独画像が得られる場合にのみ適用可能な技術であり、トラック等の運搬手段や搬送ベルトに搭載されたコンクリート骨材のように、対象物が一部で山形に盛られる等、多数の対象物が不規則に搭載されていたり、一部が濡れている状態では、適用することが全く不可能であった。
【００１１】
従って本発明の目的は、対象物が不規則に搭載されている状態であっても判別可能であり、しかも、搭載状態に依存することなくその大きさに基づく種類を正確に判別することができる対象物の種類判別装置を提供することにある。
【００１２】
本発明の他の目的は、対象物の乾湿状態に依存することなくその大きさに基づく種類を正確に判別することができる対象物の種類判別装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明によれば、３次元画像計測により対象物の高さ画像情報を得る高さ画像作成手段と、高さ画像作成手段から得られる高さ画像情報を平滑化した平滑化高さ画像情報を得る平滑化処理手段と、高さ画像情報及び平滑化処理手段から得られる平滑化高さ画像情報の差分画像情報を求める差分処理手段と、差分処理手段から得られる差分画像情報を１次微分した差分画像１次微分情報を算出する第１の１次微分処理手段と、第１の１次微分処理手段から得られる差分画像１次微分情報の値が第１の基準値以上である領域の面積を求める第１の面積処理手段と、第１の面積処理手段から得られる面積を第１の判別閾値と比較することにより対象物の種類を判別する第１の判別手段とを備えている対象物の種類判別装置が提供される。
【００１４】
対象物を３次元画像計測してその高さ画像情報を得た後、その高さ画像情報を平滑化する。次いで、高さ画像情報及び平滑化高さ画像情報の差分画像情報を求めてこれを１次微分する。得られた差分画像１次微分情報の値が第１の基準値以上である領域の面積を求め、第１の判別閾値と比較することにより対象物の種類を判別する。高さ画像情報及び平滑化高さ画像情報の差分画像情報は、対象物の凹凸情報となり、対象物の大きさに対応した情報となる。この情報を１次微分することにより大きさの変化が激しい部分が抽出でき、その面積を求めることによって画像全域について対象物の大きさに関する情報が得られ、これを判別閾値と比較して判別する。このような判別処理により、対象物が非常に細かい大きさのもののみであるのか否かを、対象物が不規則に搭載されている状態であっても、搭載状態に依存することなく、しかも対象物の乾湿状態に依存することなく確実に判別することができる。
【００１５】
高さ画像情報を１次微分した高さ画像１次微分情報を算出する第２の１次微分処理手段と、第２の１次微分処理手段から得られる高さ画像１次微分情報の値が第２の基準値以上である領域の面積を求める第２の面積処理手段と、第２の面積処理手段から得られる面積を複数の第２の判別閾値と比較することにより対象物の種類を判別する第２の判別手段とをさらに備えていることが好ましい。高さ画像情報を１次微分し、得られた高さ画像１次微分情報の値が第２の基準値以上である領域の面積を求め、複数の第２の判別閾値と比較することにより対象物の種類を判別する。高さ情報を１次微分することにより大きさの変化が激しい部分が抽出でき、その面積を求めることによって画像全域について対象物の大きさに関する情報が得られ、これを複数の判別閾値と比較して判別する。このような判別処理により、対象物の大きさに関する種類を、対象物が不規則に搭載されている状態であっても、搭載状態に依存することなく、しかも対象物の乾湿状態に依存することなく確実に判別することができる。
【００１６】
対象物がコンクリート骨材であり、第１の判別手段が第１の面積処理手段から得られる面積を第１の判別閾値と比較することによりコンクリート骨材が砂であるか否かを判別する手段であることも好ましい。
【００１７】
対象物がコンクリート骨材であり、第２の判別手段が第２の面積処理手段から得られる面積を複数の第２の判別閾値と比較することによりコンクリート骨材が大きさによって分類されるいずれの種類の砂利であるかを判別する手段であることも好ましい。
【００１８】
高さ画像作成手段が、運搬手段又は搬送ベルトに搭載された対象物の高さ画像情報を３次元画像計測により得る手段であることも好ましい。
【００１９】
高さ画像作成手段が、ステレオ法を用いた３次元画像計測により対象物の高さ画像情報を得る手段であることも好ましい。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、対象物が非常に細かい大きさのもの（例えば砂）のみであるのか否か（例えば砂より大きな砂利であるのか）を、対象物が不規則に搭載されている状態であっても、搭載状態に依存することなく、しかも対象物の乾湿状態に依存することなく確実に判別することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の一実施形態としてコンクリート製造工場におけるコンクリート骨材の受入れ設備全体の構成を概略的に示す図である。
【図２】図１の実施形態におけるカメラとトラックの荷台底面との距離及び計測可能範囲を説明する図である。
【図３】図１の実施形態におけるコンクリート骨材の種類判別装置のコンピュータ構成を概略的に示すブロック図である。
【図４】図１の実施形態において構築された種類判別装置の構成を概略的に示すブロック図である。
【図５】図１の実施形態の種類判別装置のコンピュータの動作を説明するフローチャートである。
【図６】図５における高さ画像の作成処理の詳細な動作を説明するフローチャートである。
【図７】平行化補正処理前の（Ａ）左カメラ画像と、（Ｂ）右カメラ画像とを表す写真である。
【図８】平行化補正処理後の（Ａ）左カメラ画像と、（Ｂ）右カメラ画像とを表す写真である。
【図９】砕石８０４０についての（Ａ）左カメラ平行補正処理後の画像、（Ｂ）高さ画像を表す写真である。
【図１０】コンクリート骨材が砕砂である場合の（Ａ）高さ画像、（Ｂ）高さ画像の平滑化処理画像を表す写真である。
【図１１】コンクリート骨材が砕砂である場合の高さ画像の１行分（Ｘ軸）の高さ画像及びその平滑化処理画像の画素値（ピクセル値）特性を表すグラフである。
【図１２】コンクリート骨材が砕石２００５である場合の（Ａ）高さ画像、（Ｂ）高さ画像の平滑化処理画像を表す写真である。
【図１３】コンクリート骨材が砕石２００５である場合の高さ画像の１行（Ｘ軸）の高さ画像及びその平滑化処理画像の画素値特性を表すグラフである。
【図１４】コンクリート骨材が砕石４０２０である場合の（Ａ）高さ画像、（Ｂ）高さ画像の平滑化処理画像を表す写真である。
【図１５】コンクリート骨材が砕石４０２０である場合の高さ画像の１行（Ｘ軸）の高さ画像及びその平滑化処理画像の画素値特性を表すグラフである。
【図１６】コンクリート骨材が砕石８０４０である場合の（Ａ）高さ画像、（Ｂ）高さ画像の平滑化処理画像を表す写真である。
【図１７】コンクリート骨材が砕石８０４０である場合の高さ画像の１行（Ｘ軸）の高さ画像及びその平滑化処理画像の画素値特性を表すグラフである。
【図１８】コンクリート骨材が砕砂である場合の高さ画像とその平滑化処理画像との差分画像を表す写真である。
【図１９】コンクリート骨材が砕砂である場合の高さ画像とその平滑化処理画像との差分画像の１行（Ｘ軸）の画素値特性を表すグラフである。
【図２０】コンクリート骨材が砕石２００５である場合の高さ画像とその平滑化処理画像との差分画像を表す写真である。
【図２１】コンクリート骨材が砕石２００５である場合の高さ画像とその平滑化処理画像との差分画像の１行（Ｘ軸）の画素値特性を表すグラフである。
【図２２】コンクリート骨材が砕石４０２０である場合の高さ画像とその平滑化処理画像との差分画像を表す写真である。
【図２３】コンクリート骨材が砕石４０２０である場合の高さ画像とその平滑化処理画像との差分画像の１行（Ｘ軸）の画素値特性を表すグラフである。
【図２４】コンクリート骨材が砕石８０４０である場合の高さ画像とその平滑化処理画像との差分画像を表す写真である。
【図２５】コンクリート骨材が砕石８０４０である場合の高さ画像とその平滑化処理画像との差分画像の１行（Ｘ軸）の画素値特性を表すグラフである。
【図２６】コンクリート骨材が砕砂である場合の差分画像の横方向に沿った１次微分の絶対値を表す画像の写真である。
【図２７】コンクリート骨材が砕砂である場合の差分画像の横方向に沿った１次微分の絶対値を表す画像の１行（Ｘ軸）の画素値特性を表すグラフである。
【図２８】コンクリート骨材が砕石２００５である場合の差分画像の横方向に沿った１次微分の絶対値を表す画像の写真である。
【図２９】コンクリート骨材が砕石２００５である場合の差分画像の横方向に沿った１次微分の絶対値を表す画像の１行（Ｘ軸）の画素値特性を表すグラフである。
【図３０】コンクリート骨材が砕石４０２０である場合の差分画像の横方向に沿った１次微分の絶対値を表す画像の写真である。
【図３１】コンクリート骨材が砕石４０２０である場合の差分画像の横方向に沿った１次微分の絶対値を表す画像の１行（Ｘ軸）の画素値特性を表すグラフである。
【図３２】コンクリート骨材が砕石８０４０である場合の差分画像の横方向に沿った１次微分の絶対値を表す画像の写真である。
【図３３】コンクリート骨材が砕石８０４０である場合の差分画像の横方向に沿った１次微分の絶対値を表す画像の１行（Ｘ軸）の画素値特性を表すグラフである。
【図３４】差分画像の１次微分処理結果の絶対値が０．１５以上の領域を表す画像の写真であり、（Ａ）はコンクリート骨材が砕砂、（Ｂ）はコンクリート骨材が砕石２００５、（Ｃ）はコンクリート骨材が砕石４０２０、（Ｄ）はコンクリート骨材が砕石８０４０の場合である。
【図３５】高さ画像の１次微分処理結果を表す画像の写真であり、（Ａ）はコンクリート骨材が砕石２００５、（Ｂ）はコンクリート骨材が砕石４０２０、（Ｃ）はコンクリート骨材が砕石８０４０の場合である。
【図３６】高さ画像の１次微分処理結果の絶対値が２．０以上の領域を表す画像の写真であり、（Ａ）はコンクリート骨材が砕石２００５、（Ｂ）はコンクリート骨材が砕石４０２０、（Ｃ）はコンクリート骨材が砕石８０４０の場合である。
【図３７】本発明の一実施例におけるコンクリート骨材の種類判別状況を表すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
図１は本発明の一実施形態としてコンクリート製造工場におけるコンクリート骨材の受入れ設備全体の構成を概略的に示しており、図２は本実施形態におけるカメラとトラックの荷台底面との距離及び計測可能範囲を説明しており、図３は本実施形態におけるコンクリート骨材の種類判別装置のコンピュータ構成を概略的に示しており、図４は本実施形態において構築されたコンクリート骨材の種類判別装置の構成を概略的に示しており、図５は本実施形態の種類判別装置のコンピュータの動作を説明している。
【００２３】
図１及び図２において、１０はコンクリート骨材１１を荷台に積載したトラック、１２はトラック１０からコンクリート骨材１１を受け取るホッパ、１３はホッパ１２からのコンクリート骨材を搬送するベルトコンベア、１４はトラック１０に積載されているコンクリート骨材１１をその積載した状態で撮像するための２つのカメラ、１５はコンクリート骨材１１の照明装置、１６は２つのカメラ１４に電気的に接続されており、これらカメラ１４から画像情報が入力されるコンクリート骨材の種類判別装置、１７は種類判別装置１６に電気的に接続されており、この種類判別装置１６から骨材判別結果を受け取るコンクリート骨材の受入れ設備の制御盤をそれぞれ示している。
【００２４】
２つのカメラ１４の各々は、同じ種類のデジタル画像撮像カメラであり、撮像素子として例えばＣＣＤ又はＣＭＯＳ等の半導体撮像素子を使用するカメラである。これら２つのカメラ１４は、所定間隔だけ互いに離隔し、かつトラック１０の荷台底面１０ａから距離ＨＣだけ離隔した上方に設置されている。本実施形態においては、これら２つのカメラ１４からの画像情報に基づいてステレオ法によって３次元画像計測を行っている。なお、図２において、ＨＲは計測可能距離範囲を表している。単なる一例であるが、距離ＨＣはＨＣ＝５５００ｍｍ、距離範囲ＨＲはＨＲ＝１０００ｍｍであり、２つのカメラ１４の間隔は３００ｍｍである。
【００２５】
本実施形態においては、トラック１０の荷台に積載されているコンクリート骨材１１を２つのカメラ１４によって撮像し種類判別を行っているが、一変更態様においては、図１に示すように、ベルトコンベア１３によって搬送されているコンクリート骨材を２つのカメラ１４′によって撮像し種類判別を行うようにしても良い。
【００２６】
本実施形態における種類判別装置１６は、図３に示すように、バス３０ａを介して互いに接続された中央処理装置（ＣＰＵ）３０ｂと、リードオンリメモリ（ＲＯＭ）３０ｃと、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）３０ｄと、ハードディスク駆動装置（ＨＤＤ）３０ｅと、通信インタフェース３０ｆと、音声処理部３０ｇと、画像処理部３０ｈと、ブルーレイディスク／デジタルバーサタイルディスク（ＢＲ／ＤＶＤ）等のディスク駆動装置３０ｉと、入出力インタフェース３０ｊとを備えたコンピュータ３０及びこれを作動させるプログラムから構成される。
【００２７】
音声処理部３０ｇはスピーカ３０ｋに接続されており、画像処理部３０ｈはディスプレイ３０ｌに接続されている。ディスク駆動装置３０ｉはブルーレイディスク／デジタルバーサタイルディスク／コンパクトディスク（ＢＲ／ＤＶＤ／ＣＤ）３０ｍが装着可能となっており、入出力インタフェース３０ｊにはマウス３０ｎ及びキーボード３０ｏと、２つのカメラ１４と、コンクリート骨材の受入れ設備の制御盤１７とが接続されている。
【００２８】
ＣＰＵ３０ｂは、ＲＯＭ３０ｃやＨＤＤ３０ｅに記憶されているオペレーションシステム（ＯＳ）やブートプログラム等の基本プログラムに従ってＲＯＭ３０ｃやＨＤＤ３０ｅに記憶されているプログラムを実行して本実施形態の処理を行うように構成されている。また、ＣＰＵ３０ｂは、ＲＡＭ３０ｄ、ＨＤＤ３０ｅ、通信インタフェース３０ｆ、音声処理部３０ｇ、画像処理部３０ｈ、ディスク駆動装置３０ｉ、及び入出力インタフェース３０ｊの動作を制御するように構成されている。
【００２９】
ＲＡＭ３０ｄは種類判別装置のメインメモリとして使用され、ＨＤＤ３０ｅやディスク駆動装置３０ｉから転送されたプログラムやデータを保存するように構成されている。また、このＲＡＭ３０ｄは、プログラム実行時の各種データが一時的に保存されるワークエリアとしても使用される。
【００３０】
ＨＤＤ３０ｅは、プログラム及びデータをあらかじめ保存するか、又は通信インタフェース３０ｆを介して外部のネットワークから取り込んだプログラム及びデータを保存するように構成されている。
【００３１】
音声処理部３０ｇは、ＣＰＵ３０ｂの指示に従って音声データを再生するための処理を行い、スピーカ３０ｋへその音声信号を出力するように構成されている。
【００３２】
画像処理部３０ｈは、ＣＰＵ３０ｂの指示に従って画像処理を行い、画像データを生成するように構成されている。生成された画像データは、ディスプレイ３０ｌに出力され、その画面上に表示される。
【００３３】
ディスク駆動装置３０ｉは、ＣＰＵ３０ｂの指示に従って、セットされたＢＲ／ＤＶＤ／ＣＤ３０ｍからプログラムやデータを読出し、ＲＡＭ３０ｄへ転送するように構成されている。また、セットされたＢＲ／ＤＶＤ／ＣＤ３０ｍへプログラムやデータの書き込みをすることも可能である。
【００３４】
入出力インタフェース３０ｊは、マウス３０ｎ及びキーボード３０ｏとＣＰＵ３０ｂ又はＲＡＭ３０ｄとの間のデータのやり取りを制御すると共に、２つのカメラ１４から撮像情報を入力し、さらに、判別結果をコンクリート骨材の受入れ設備の制御盤１７へ出力するように構成されている。
【００３５】
通信インタフェース３０ｆは、図示しないネットワークに接続されており、ＣＰＵ３０ｂの指示に従って、このネットワークとの間でプログラムやデータのやり取りが可能となるように構成されている。
【００３６】
このような構成のコンピュータ３０において、ＣＰＵ３０ｂは、プログラム起動時は、まず、ＲＡＭ３０ｄ内にプログラム記憶領域、データ記憶領域及びワークエリアを確保し、ＨＤＤ３０ｅ又は外部からプログラム及びデータを取り込んで、プログラム記憶領域及びデータ記憶領域に格納する。次いで、このプログラム記憶領域に格納されたプログラムに基づいて、図５に示す処理フローを実行する。ＣＰＵ３０ｂがプログラムを実行することによって、図４に概略的に示すごとき種類判別装置１６がこのコンピュータに構築される。
【００３７】
図４に示すように、コンピュータ上に構築される種類判別装置１６は、２つのカメラ１４の撮像情報に基づくステレオ法の３次元画像計測によりコンクリート骨材の高さ画像情報を得る高さ画像作成手段４０と、高さ画像作成手段４０から得られる高さ画像情報を平滑化した平滑化高さ画像情報を得る平滑化処理手段４１と、高さ画像情報及び平滑化処理手段４１から得られる平滑化高さ画像情報の差分画像情報を求める差分処理手段４２と、差分処理手段４２から得られる差分画像情報を１次微分した差分画像１次微分情報を算出する第１の１次微分処理手段４３と、第１の１次微分処理手段４３から得られる差分画像１次微分情報の値が第１の基準値以上である領域の面積を求める第１の面積処理手段４４と、第１の面積処理手段４４から得られる面積を第１の判別閾値と比較することにより対象物の種類を判別する第１の判別手段４５と、高さ画像情報を１次微分した高さ画像１次微分情報を算出する第２の１次微分処理手段４６と、第２の１次微分処理手段４６から得られる高さ画像１次微分情報の値が第２の基準値以上である領域の面積を求める第２の面積処理手段４７と、第２の面積処理手段４７から得られる面積を複数の第２の判別閾値と比較することにより対象物の種類を判別する第２の判別手段４８とを備えている。
【００３８】
種類判別装置１６の処理動作を説明する前に、２つのカメラ１４の校正処理（カメラキャリブレーション）について簡単に説明する。この校正処理は、種類判別装置の工場出荷時、カメラ設置時又は必要時に、各カメラ１４のカメラパラメータと２つのカメラ１４の相対的な位置関係とを求めておくものである。
（１）まず、２つのカメラ１４を、所定間隔だけ離隔させて配置する。
（２）次いで、カメラキャリブレーションプレート（白い背景上に、均一な大きさの黒丸が、均一な間隔で縦７列及び横７行（４９個）のマトリクスに配列してあり、それら黒丸を黒の四角い枠であるプレート領域で囲んだものが描かれたプレート）の画像を２つのカメラ１４で撮影し、ＲＡＭ３０ｄ又はＨＤＤ３０ｅ等の所定の記憶領域に保存する。
（３）この記憶領域に保存されているカメラキャリブレーションプレート画像のプレート領域を読み出す。
（４）読み出したプレート領域における黒丸からカメラキャリブレーションプレートの位置姿勢を推定し、ワーク記憶領域に黒丸位置情報（ＷＭｐ）として一時的に保存する。
（５）カメラキャリブレーションプレートを動かして、上述の（２）〜（４）の処理を４５枚分繰り返す。
（６）このようにして得た４５枚の画像から得たキャリブレーションプレートの黒丸位置情報（ＷＭｐ）に基づいて、２つのカメラ１４の各々のカメラパラメータと、２つのカメラ１４の相対的な位置関係とを算出し、利用可能な状態で記憶領域に保存する。
【００３９】
また、必要に応じて、骨材の高さを計測するためにカメラ１４から荷台床面１０ａまでの高さＨＣを計測して「基準画像」の作成を行う。
【００４０】
「基準画像」の作成は以下のようにして行われる。
（Ａ）奥行き方向（高さ方向）において基準となる面（本実施形態ではトラック１０の荷台床面１０ａ）を２つのカメラ１４によって撮影し、記憶領域に保存する。
（Ｂ）図６に関連して後述するように、その画像情報を読み出す（図６のステップＳ２ａの処理を行う）。
（Ｃ）後述するように、取り込んだ画像情報について平行化補正処理を行う（図６のステップＳ２ｂの処理を行う）。
（Ｄ）後述するように、平行化補正処理した画像情報について視差画像作成処理を行う（図６のステップＳ２ｃ及びＳ２ｄの処理を行う）。
（Ｅ）後述するように、奥行き方向画像の作成処理を行い（図６のステップＳ２ｅ及びＳ２ｆの処理を行う）、作成された奥行き方向画像を基準画像情報として、利用可能な状態で記憶領域に保存する。
【００４１】
次に、図５の処理フローを参照して、本実施形態における種類判別処理動作を説明する。
【００４２】
トラック１０がコンクリート骨材の受領部に入ってきたことを検知するセンサ（図示なし）からの信号や操作員のボタン操作による信号等からなる外部入力信号である開始信号が印加されると、種類判別装置１６は図５に示した処理を開始する。
【００４３】
まず、トラック１０の荷台の上方に設けられた左右の２つのカメラ１４により荷台上のコンクリート骨材１１を撮像して得た画像情報を取り込み、左右の画像情報毎に、ＲＡＭ３０ｄ又はＨＤＤ３０ｅ等の所定のワーク用記憶領域に保存する（ステップＳ１）。
【００４４】
次いで、これら左右のカメラ１４からの画像情報に基づいてステレオ法によりコンクリート骨材１１の高さ画像を作成し、作成した高さ画像情報を所定のワーク用記憶領域に保存する（ステップＳ２）。
【００４５】
図６はこの高さ画像作成処理の詳細な処理フローを説明している。
【００４６】
高さ画像作成処理は、まず、所定のワーク用記憶領域に保存されている左右カメラ１４の撮像した画像情報（マトリクス状の画素情報）を読み出し（ステップＳ２ａ）、その画像情報について平行化補正処理を行い、所定のワーク用記憶領域に保存する（ステップＳ２ｂ）。この平行化補正処理は、２つのカメラ１４の校正処理（カメラキャリブレーション）によって得られた２つのカメラ１４間の相対的な位置関係の情報とカメラパラメータとを用い、記憶領域から読み出した左カメラ画像を基準として、右カメラ画像がこれに平行になるように補正し、ワーク用記憶領域にＷＭｈとして保存するものである（以降、この画像情報を右カメラ画像情報とする）。なお、右カメラ画像を基準として、左カメラ画像がこれに平行になるように補正し、ワーク用記憶領域にＷＭｈとして保存しても良い。
【００４７】
図７は平行化補正処理前の（Ａ）左カメラ画像と、（Ｂ）右カメラ画像とを示しており、図８は平行化補正処理後の（Ａ）左カメラ画像と、（Ｂ）右カメラ画像とを示している。
【００４８】
これらの図において、破線による丸で囲んだ骨材に注目すると、図７の平行化補正処理前は（Ａ）左カメラ画像と（Ｂ）右カメラ画像とでは対応する骨材の画像７０及び７１が同一直線上に位置していないが、図８の平行化補正処理後は（Ａ）左カメラ画像と（Ｂ）右カメラ画像とでは対応する骨材の画像８０及び８１が同一直線上に位置していることが分かる。
【００４９】
次いで、ワーク用記憶領域にＷＭｈとして保存されている平行化補正処理後画像情報を読み出し（ステップＳ２ｃ）、その画像情報について視差画像作成処理を行い、所定のワーク用記憶領域に保存する（ステップＳ２ｄ）。この視差画像作成処理は、３次元の位置を計算するために、まず、空間のある点が左右２つの画像上のどの点であるかを特定する。即ち、左カメラ画像を基準として、その画像中のある点に対して、テンプレートマッチング（正規化相互相関関数）を使用し、対応点を平行化補正処理後の右カメラ画像（ＷＭｈ）から探索する。次いで、横方向のズレから、左カメラ画像と右カメラ画像とで見たときの対応点の視差を計算する。その後、得られた視差画像情報をＷＭｓとして所定のワーク用記憶領域に保存する。なお、本実施形態では、テンプレートマッチングの効率化のために平行化を行っているが、平行化を行わずに左カメラ画像と右カメラ画像との対応点を探索して視差を計算しても良い。
【００５０】
次いで、ワーク用記憶領域にＷＭｓとして保存されている視差画像情報を読み出し（ステップＳ２ｅ）、その画像情報から奥行き方向画像の作成処理を行い、所定のワーク用記憶領域に保存する（ステップＳ２ｆ）。この奥行き方向画像作成処理は、視差画像（ＷＭｓ）と２つのカメラ１４の相対的な位置関係、カメラパラメータより奥行き方向の距離を計算で求め、奥行き方向の画像を作成するものである。
【００５１】
その後、ワーク用記憶領域に保存されている奥行き方向画像情報を読み出し（ステップＳ２ｇ）、その画像情報から高さ画像作成処理を行い、ＷＭｔとして所定のワーク用記憶領域に保存する（ステップＳ２ｈ）。この高さ画像作成処理は、事前に作成し記憶領域に保存されている基準画像情報を読み出し、各画素について基準画像情報から奥行き方向画像情報を減算する処理を行うことによって高さ画像情報を得て保存するものである。
【００５２】
図９は砕石８０４０（ＪＩＳ  Ａ  ５００５）について、（Ａ）左カメラ平行補正処理後の画像、（Ｂ）高さ画像をそれぞれ示している。同図（Ａ）において、枠線９０はその内部が画像処理領域であることを示しており、同図（Ｂ）はその処理領域のみの高さ画像を示している。ただし、同図（Ｂ）では、高さ画像を白黒のコントラストで表わしており、白い箇所ほど高さの高い位置であることを表し、黒い箇所ほど高さが低い位置であることを表している。
【００５３】
以下、図５の処理フローに戻って説明する。ステップＳ２における高さ画像作成処理の後、所定のワーク用記憶領域に保存されているこの高さ画像情報（ＷＭｔ）を読み出し、平滑化処理を行い、平滑化処理画像情報（ＷＭｓｍ）をワーク用記憶領域に保存する（ステップＳ３）。この平滑化処理は、画像上のランダムなノイズを除去したり、画素値の細かな変化を少なくし、見やすい画像を得るために、滑らかな画像にするための平滑化フィルタ処理であり、本実施形態では下式の平均化フィルタを用いている。
【００５４】
【数１】
2014122827.tif 000003
ここで、ｈ（ｉ，ｊ）は平均化画像のｉ行、ｊ列目の画素値、ｇ（ｉ，ｊ）は高さ画像のｉ行、ｊ列目の画素値、Ｎ×Ｎはフィルタサイズをそれぞれ表している。
【００５５】
例えば、Ｎ＝３の場合、平均化画像の画素値ｈ（ｉ，ｊ）は以下のように表され、３×３画素の大きさの平均化フィルタとなる。
【数２】
2014122827.tif 000004
【００５６】
平滑化フィルタとしては、平均化フィルタの他に、メディアンフィルタ、加重平均化フィルタ、ガウシアンフィルタ、k最近隣平均化フィルタ又はバイラテラルフィルタ等を用いることが可能である。
【００５７】
この平滑化処理により、骨材の凹凸情報（高周波成分）が取り除かれるので、平滑化処理画像は、骨材がどのように盛られているかを表わしている。
【００５８】
図１０はコンクリート骨材が砕砂である場合の（Ａ）高さ画像、（Ｂ）高さ画像の平滑化処理画像をそれぞれ示している。また、図１１はコンクリート骨材が砕砂である場合の高さ画像の１行（Ｘ軸）１００の高さ画像及びその平滑化処理画像の画素値特性を表している。
【００５９】
図１２はコンクリート骨材が砕石２００５である場合の（Ａ）高さ画像、（Ｂ）高さ画像の平滑化処理画像をそれぞれ示している。また、図１３はコンクリート骨材が砕石２００５である場合の高さ画像の１行（Ｘ軸）１２０の高さ画像及びその平滑化処理画像の画素値特性を表している。
【００６０】
図１４はコンクリート骨材が砕石４０２０である場合の（Ａ）高さ画像、（Ｂ）高さ画像の平滑化処理画像をそれぞれ示している。また、図１５はコンクリート骨材が砕石４０２０である場合の高さ画像の１行（Ｘ軸）１４０の高さ画像及びその平滑化処理画像の画素値特性を表している。
【００６１】
図１６はコンクリート骨材が砕石８０４０である場合の（Ａ）高さ画像、（Ｂ）高さ画像の平滑化処理画像をそれぞれ示している。また、図１７はコンクリート骨材が砕石８０４０である場合の高さ画像の１行（Ｘ軸）１６０の高さ画像及びその平滑化処理画像の画素値特性を表している。
【００６２】
図５のステップＳ３における平滑化処理の後、所定のワーク用記憶領域に保存されているこの平滑化処理画像情報（ＷＭｓｍ）を読み出し、高さ画像情報（ＷＭｔ）と平滑化処理画像情報（ＷＭｓｍ）との差分を算出し（ＷＭｄ＝ＷＭｔ−ＷＭｓｍ）、その差分画像情報（ＷＭｄ）をワーク用記憶領域に保存する（ステップＳ４）。
【００６３】
図１８はコンクリート骨材が砕砂である場合の高さ画像とその平滑化処理画像との差分画像を表しており、図１９はコンクリート骨材が砕砂である場合の高さ画像とその平滑化処理画像との差分画像の１行（Ｘ軸）１８０の画素値特性を表している。
【００６４】
図２０はコンクリート骨材が砕石２００５である場合の高さ画像とその平滑化処理画像との差分画像を表しており、図２１はコンクリート骨材が砕石２００５である場合の高さ画像とその平滑化処理画像との差分画像の１行（Ｘ軸）２００の画素値特性を表している。
【００６５】
図２２はコンクリート骨材が砕石４０２０である場合の高さ画像とその平滑化処理画像との差分画像を表しており、図２３はコンクリート骨材が砕石４０２０である場合の高さ画像とその平滑化処理画像との差分画像の１行（Ｘ軸）２２０の画素値特性を表している。
【００６６】
図２４はコンクリート骨材が砕石８０４０である場合の高さ画像とその平滑化処理画像との差分画像を表しており、図２５はコンクリート骨材が砕石８０４０である場合の高さ画像とその平滑化処理画像との差分画像の１行（Ｘ軸）２４０の画素値特性を表している。
【００６７】
これらの図から分かるように、骨材の凹凸情報である、高さ画像と平滑化補正処理画像との差分は、コンクリート骨材が砕砂の場合はほとんどないが、コンクリート骨材が砕石の場合は砕砂の場合に比してその差が大きくなっている。特に骨材の径が大きいほど、差分が大きな値となっている。
【００６８】
図５のステップＳ４における差分処理の後、所定のワーク用記憶領域に保存されている差分画像情報（ＷＭｄ）を読み出し、この差分画像情報（ＷＭｄ）について横方向（Ｘ軸方向）に沿って１次微分すると共に縦方向（Ｙ軸方向）に沿って１次微分し、それら１次微分して得た値の絶対値（ＷＭｂｓｘ）及び（ＷＭｂｓｙ）をワーク用記憶領域に保存する（ステップＳ５）。これら１次微分は、差分の変化が激しい部分を抽出するためのものであり、コンクリート骨材が砕砂の場合は、砕石の場合より低い値となる。なお、１次微分を行う前に、差分画像情報（ＷＭｄ）について平滑化処理を行い、その平滑化差分画像情報について１次微分を行っても良い。
【００６９】
図２６はコンクリート骨材が砕砂である場合の差分画像の横方向に沿った１次微分の絶対値の画像を表しており、図２７はコンクリート骨材が砕砂である場合の差分画像の横方向に沿った１次微分の絶対値を表す画像の１行（Ｘ軸）２６０の画素値特性を表している。
【００７０】
図２８はコンクリート骨材が砕石２００５である場合の差分画像の横方向に沿った１次微分の絶対値の画像を表しており、図２９はコンクリート骨材が砕石２００５である場合の差分画像の横方向に沿った１次微分の絶対値を表す画像の１行（Ｘ軸）２８０の画素値特性を表している。
【００７１】
図３０はコンクリート骨材が砕石４０２０である場合の差分画像の横方向に沿った１次微分の絶対値の画像を表しており、図３１はコンクリート骨材が砕石４０２０である場合の差分画像の横方向に沿った１次微分の絶対値を表す画像の１行（Ｘ軸）３００の画素値特性を表している。
【００７２】
図３２はコンクリート骨材が砕石８０４０である場合の差分画像の横方向に沿った１次微分の絶対値の画像を表しており、図３３はコンクリート骨材が砕石８０４０である場合の差分画像の横方向に沿った１次微分の絶対値を表す画像の１行（Ｘ軸）３２０の画素値特性を表している。
【００７３】
なお、図２６〜図３３では、差分画像情報（ＷＭｄ）について横方向（Ｘ軸方向）に沿って１次微分した結果が示されているが、ステップＳ５の１次微分処理では、差分画像情報（ＷＭｄ）について縦方向（Ｙ軸方向）に沿って１次微分し、両者から得られた１次微分情報をここでは使用する。
【００７４】
次いで、画像全体の評価を行うために、差分画像の１次微分の絶対値が０．１５以上の値をとる面積を算出し、その面積を第１の指標（ＷＭｍ１）としてワーク用記憶領域に保存する（ステップＳ６）。即ち、差分画像情報について横方向（Ｘ軸方向）に沿って１次微分して得た値の絶対値（ＷＭｂｓｘ）が０．１５以上の値をとる面積と、差分画像情報について縦方向（Ｙ軸方向）に沿って１次微分して得た値の絶対値（ＷＭｂｓｙ）が０．１５以上の値をとる面積とを加算して全体の面積を求める。この場合のＸ軸方向及びＹ軸方向の面積の算出処理は、実際には、差分画像の１次微分の絶対値が０．１５以上の画素の数を求めるものである。
【００７５】
図３４は差分画像の１次微分処理結果の絶対値が０．１５以上の領域を白色とした画像を表しており、同図（Ａ）はコンクリート骨材が砕砂、同図（Ｂ）はコンクリート骨材が砕石２００５、同図（Ｃ）はコンクリート骨材が砕石４０２０、同図（Ｄ）はコンクリート骨材が砕石８０４０の場合である。同図より、砕砂については、差分画像の１次微分処理結果の絶対値が０．１５以上の領域がほとんどないことが分かる。このように、第１の指標（ＷＭｍ１）は、径の小さな骨材（５ｍｍ以下）を分離する場合に有効である。
【００７６】
その後、所定のワーク用記憶領域に保存されている高さ画像情報（ＷＭｔ）を読み出し、この高さ画像情報（ＷＭｔ）について横方向（Ｘ軸方向）に沿って１次微分すると共に縦方向（Ｙ軸方向）に沿って１次微分し、それら１次微分して得た値の絶対値（ＷＭｂｔｘ）及び（ＷＭｂｔｙ）をワーク用記憶領域に保存する（ステップＳ７）。これら１次微分は、高さの変化が激しい部分では、骨材の盛られ方による影響は小さいと考えられるために行うものである。なお、１次微分を行う前に、高さ画像情報（ＷＭｔ）について平滑化処理を行い、その平滑化高さ画像情報について１次微分を行っても良い。
【００７７】
図３５は高さ画像の１次微分処理結果を表す画像であり、同図（Ａ）はコンクリート骨材が砕石２００５、同図（Ｂ）はコンクリート骨材が砕石４０２０、同図（Ｃ）はコンクリート骨材が砕石８０４０の場合である。
【００７８】
次いで、画像全体の評価を行うために、高さ画像の１次微分の絶対値が２．０以上の値をとる面積を算出し、その面積を第２の指標（ＷＭｍ２）としてワーク用記憶領域に保存する（ステップＳ８）。即ち、高さ画像情報について横方向（Ｘ軸方向）に沿って１次微分して得た値の絶対値（ＷＭｂｔｘ）が２．０以上の値をとる面積と、高さ画像情報について縦方向（Ｙ軸方向）に沿って１次微分して得た値の絶対値（ＷＭｂｔｙ）が２．０以上の値をとる面積とを加算して全体の面積を求める。この場合のＸ軸方向及びＹ軸方向の面積の算出処理は、実際には、高さ画像の１次微分の絶対値が２．０以上の画素の数を求めるものである。
【００７９】
図３６は高さ画像の１次微分処理結果の絶対値が２．０以上の領域を白色とした画像を表しており、同図（Ａ）はコンクリート骨材が砕石２００５、同図（Ｂ）はコンクリート骨材が砕石４０２０、同図（Ｃ）はコンクリート骨材が砕石８０４０の場合である。同図より、砕石の径が大きくなるほど、高さ画像の１次微分処理結果の絶対値が２．０以上の領域が大きくなることが分かる。このように、第２の指標（ＷＭｍ２）は径の大きな骨材（５ｍｍより大）である砕石について、その径に応じて分割する場合に有効である。
【００８０】
図５のステップＳ８における面積処理の後、コンクリート骨材の種類判別を行う。まず、ワーク用記憶領域に保存されている第１の指標（ＷＭｍ１）を読み出し、この第１の指標が第１の判別閾値未満であるか否かを判別する（図５のステップＳ９）。第１の判別閾値としては、この例では６１０００が用いられる（画像の処理範囲が６５０×８００画素（ｐｉｘｅｌ）の場合）。従って、ステップＳ９ではＷＭｍ１＜６１０００かどうかが判別される。
【００８１】
ＷＭｍ１＜６１０００である場合（ＹＥＳの場合）、そのコンクリート骨材は砕砂であると判別する（図５のステップＳ１０）。ＷＭｍ１＜６１０００ではない場合（ＮＯの場合）、そのコンクリート骨材は砕石であると判別する（図５のステップＳ１１）。
【００８２】
次いで、ワーク用記憶領域に保存されている第２の指標（ＷＭｍ２）を読み出し、この第２の指標が複数の第２の判別閾値のうちの１つである第２の判別閾値Ａ未満であるか否かを判別する（図５のステップＳ１２）。第２の判別閾値Ａとしては、この例では１６５０が用いられ、従って、ステップＳ１２ではＷＭｍ２＜１６５０かどうかが判別される。
【００８３】
ＷＭｍ２＜１６５０である場合（ＹＥＳの場合）、そのコンクリート骨材は砕石２００５であると判別する（図５のステップＳ１３）。ＷＭｍ２＜１６５０ではない場合（ＮＯの場合）、この第２の指標が複数の第２の判別閾値のうちの他の１つである第２の判別閾値Ｂ未満であるか否かを判別する（図５のステップＳ１４）。第２の判別閾値Ｂとしては、この例では２４０００が用いられる（画像の処理範囲が６５０×８００画素（ｐｉｘｅｌ）の場合）。従って、ステップＳ１２ではＷＭｍ２＜２４０００かどうかが判別される。
【００８４】
ＷＭｍ２＜２４０００である場合（ＹＥＳの場合）、そのコンクリート骨材は砕石４０２０であると判別する（図５のステップＳ１５）。ＷＭｍ２＜２４０００ではない場合（ＮＯの場合）、そのコンクリート骨材は砕石８０４０であると判別する（図５のステップＳ１６）。
【００８５】
以上の判別処理により、第１の指標ＷＭｍ１がＷＭｍ１＜６１０００の場合にコンクリート骨材は砕砂であると判別され、第２の指標ＷＭｍ２がＷＭｍ２＜１６５０の場合にコンクリート骨材は砕石２００５であると判別され、第２の指標ＷＭｍ２が１６５０≦ＷＭｍ２＜２４０００の場合にコンクリート骨材は砕石４０２０であると判別され、第２の指標ＷＭｍ２が２４０００≦ＷＭｍ２の場合にコンクリート骨材は砕石８０４０であると判別される。
【００８６】
以上述べた図５のステップＳ１０、Ｓ１３、Ｓ１５又はＳ１６において、コンクリート骨材の種類が判別された後、その結果がコンクリート骨材の受け入れ設備制御盤１７（図１参照）に出力される（図５のステップＳ１７）。
【００８７】
以上詳細に説明したように、本実施形態によれば、種類判別すべきコンクリート骨材１１を、トラック１０の荷台上に積載されている状態で、荷台の上方に設けた２つのカメラ１４によって撮像し、ステレオ法で３次元画像計測する。この撮像情報から高さ画像情報を得、高さ画像情報及び平滑化高さ画像情報の差分画像情報を求め、これを１次微分する。得られた差分画像１次微分情報の値が第１の基準値以上である領域の面積を求めてこれを第１の指標とする。一方、高さ情報について１次微分し、得られた高さ画像１次微分情報の値が第２の基準値以上である領域の面積を求めてこれを第２の指標とする。第１の指標を第１の判別閾値と比較することにより、コンクリート骨材１１が砕砂であるか砕石であるかを判別している。高さ画像情報及び平滑化高さ画像情報の差分画像情報は、コンクリート骨材１１の凹凸情報となり、コンクリート骨材１１の大きさに対応した情報となる。この情報を１次微分することにより大きさの変化が激しい部分が抽出でき、その面積を求めることによって画像全域についてコンクリート骨材１１の大きさに関する情報が得られ、これを判別閾値と比較して判別する判別処理により、コンクリート骨材１１が非常に細かい大きさである砕砂のみであるのか否か（砕砂より大きな砕石であるのか）を、コンクリート骨材１１が不規則に搭載されている状態であっても、搭載状態に依存することなく、しかもコンクリート骨材１１の乾湿状態に依存することなく確実に判別することができる。
【００８８】
また、本実施形態によれば、第２の指標を複数の第２の判別閾値と比較することにより、コンクリート骨材１１が砕石２００５、砕石４０２０及び砕石８０４０のいずれであるかを判別している。高さ画像情報を１次微分し、得られた高さ画像１次微分情報の値が第２の基準値以上である領域の面積を求め、複数の第２の判別閾値と比較することによりコンクリート骨材１１が砕石２００５、砕石４０２０及び砕石８０４０のいずれであるかを判別している。高さ情報を１次微分することにより大きさの変化が激しい部分が抽出でき、その面積を求めることによって画像全域について対象物の大きさに関する情報が得られ、これを複数の判別閾値と比較して判別する判別処理により、コンクリート骨材１１の大きさに関する種類（砕石２００５、砕石４０２０、砕石８０４０）を、コンクリート骨材１１が不規則に搭載されている状態であっても、搭載状態に依存することなく、しかもコンクリート骨材１１の乾湿状態に依存することなく確実に判別することができる。
【００８９】
なお、３次元画像計測法としては、上述した実施形態では視差を利用したステレオ法を用いているが、その他に、スリット光を投影する光切断法等の種々の公知の方法を適用することが可能である。
【実施例】
【００９０】
コンクリート骨材として、ＪＩＳ  Ａ  ５００５に規定されている砕砂、砕石２００５（５〜２０ｍｍ径の砕石）、砕石４０２０（２０〜４０ｍｍ径の砕石）、砕石８０４０（４０〜８０ｍｍ径の砕石）の４種類を用意した。これら骨材を、濡れ具合（乾いた状態、一部濡れた状態、全て濡れた状態）別に、しかも異なる盛り方でそれぞれ１７種類、合計６８種類のサンプルを用意した。これらのサンプルについてまとめると、下記の表１のようになる
【００９１】
【表１】
2014122827.tif 000005
【００９２】
このようなサンプルの上方に２つのデジタル画像撮像カメラを互いに平行に配置して撮像を行った。この実施例では、カメラとサンプルとの距離が１６００ｍｍ、カメラ間隔（光軸間距離）が１００ｍｍであった。デジタル画像撮像カメラとしては、株式会社日立国際電気製の２００万画素ＣＣＤモノクロカメラ（１６２８画素（横）×１２３６画素（縦）、１／１．８型ＣＣＤ、画素サイズ４．４μｍ×４．４μｍ）、ＫＰ-Ｆ２０２ＧＶ、レンズとしては、株式会社ミュートロン製のＨＳ１６１４Ｊ、焦点距離１６ｍｍを用いた。撮像データからステレオ法で３次元画像計測を行い、前述した実施形態のごとく、各サンプル毎に第１の指標ＷＭｍ１及び第２の指標ＷＭｍ２を求めた。
【００９３】
表２には、求めた第１の指標ＷＭｍ１がサンプル（種類）毎に昇順で表されている。画像の処理範囲が６５０×８００画素（ｐｉｘｅｌ）であるとすると、表２に破線で示した部分で値の変化が大きいのでここを第１の判別閾値（＝６１０００）とすれば、砕砂と砕石とを確実に識別することができた。
【００９４】
【表２】
2014122827.tif 000006
【００９５】
表３には、求めた第２の指標ＷＭｍ２がサンプル（種類）毎に昇順で表されている。画像の処理範囲が６５０×８００画素（ｐｉｘｅｌ）であるとすると、表３に破線で示した２箇所の部分で値の変化が大きいので、その下方の１つを第２の判別閾値Ａ（＝１６５０）とすれば、砕石２００５と砕石４０２０とを確実に識別することができ、さらに、上方の１つを第２の判別閾値Ｂ（＝２４０００）とすれば、砕石４０２０と砕石８０４０とを確実に識別することができた。
【００９６】
【表３】
2014122827.tif 000007
【００９７】
図３７は本実施例におけるコンクリート骨材の種類判別状況を表しており、横軸が第１の指標ＷＭｍ１、即ち平滑化補正処理した高さ画像と元の高さ画像との差分の１次微分の絶対値が０．１５以上の領域の面積であり、縦軸が第２の指標ＷＭｍ２、即ち高さ画像の１次微分の絶対値が２．０以上の領域の面積である。
【００９８】
第１の指標ＷＭｍ１について、第１の判別閾値（＝６１０００）を用いることにより、砕砂と砕石とを確実に識別できることが分かる。また、第２の指標ＷＭｍ２について、第２の判別閾値Ａ（＝１６５０）を用いることにより、砕石２００５と砕石４０２０とを確実に識別でき、さらに、第２の判別閾値Ｂ（＝２４０００）を用いることにより、砕石４０２０と砕石８０４０とを確実に識別できることが分かる。
【００９９】
上述した実施形態及び実施例はＪＩＳ  Ａ  ５００５に規定されているコンクリート骨材の種類、特に、砕砂、砕石２００５、砕石４０２０及び砕石８０４０を識別するための種類判別装置に関するものであるが、本発明はＪＩＳ  Ａ  ５００５に規定されているその他のコンクリート骨材の種類を判別する装置にも適用され、さらに、それ以外の砂、砂利等の種類判別装置にも適用可能である。さらに、本発明は、異なる大きさの粒体を含有する、コンクリート骨材以外の種々の対象物の種類判別にも適用可能である。
【０１００】
以上述べた実施形態及び実施例は全て本発明を例示的に示すものであって限定的に示すものではなく、本発明は他の種々の変形態様及び変更態様で実施することができる。従って本発明の範囲は特許請求の範囲及びその均等範囲によってのみ規定されるものである。
【符号の説明】
【０１０１】
１０  トラック
１０ａ  荷台底面
１１  コンクリート骨材
１２  ホッパ
１３  ベルトコンベア
１４、１４′  カメラ
１５  照明装置
１６  コンクリート骨材の種類判別装置
１７  コンクリート骨材の受入れ設備の制御盤
３０  コンピュータ
３０ａ  バス
３０ｂ  中央処理装置（ＣＰＵ）
３０ｃ  リードオンリメモリ（ＲＯＭ）
３０ｄ  ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）
３０ｅ  ハードディスク駆動装置（ＨＤＤ）
３０ｆ  通信インタフェース
３０ｇ  音声処理部
３０ｈ  画像処理部
３０ｉ  ディスク駆動装置
３０ｊ  入出力インタフェース
３０ｋ  スピーカ
３０ｌ  ディスプレイ
３０ｍ  ブルーレイディスク／デジタルバーサタイルディスク／コンパクトディスク（ＢＲ／ＤＶＤ／ＣＤ）
３０ｎ  マウス
３０ｏ  キーボード
４０  高さ画像作成手段
４１  平滑化処理手段
４２  差分処理手段
４３  第１の１次微分処理手段
４４  第１の面積処理手段
４５  第１の判別手段
４６  第２の１次微分処理手段
４７  第２の面積処理手段
４８  第２の判別手段
７０、７１、８０、８１  骨材の画像
９０  枠線
１００、１２０、１４０、１６０  高さ画像の１行（Ｘ軸）
１８０、２００、２２０、２４０  差分画像の１行（Ｘ軸）
２６０、２８０、３００、３２０  １次微分の絶対値を表す画像の１行（Ｘ軸）
【図１】
2014122827.tif 000008
【図２】
2014122827.tif 000009
【図３】
2014122827.tif 000010
【図４】
2014122827.tif 000011
【図５】
2014122827.tif 000012
【図６】
2014122827.tif 000013
【図１１】
2014122827.tif 000014
【図１３】
2014122827.tif 000015
【図１５】
2014122827.tif 000016
【図１７】
2014122827.tif 000017
【図１９】
2014122827.tif 000018
【図２１】
2014122827.tif 000019
【図２３】
2014122827.tif 000020
【図２５】
2014122827.tif 000021
【図２７】
2014122827.tif 000022
【図２９】
2014122827.tif 000023
【図３１】
2014122827.tif 000024
【図３３】
2014122827.tif 000025
【図３７】
2014122827.tif 000026
【図７】
2014122827.tif 000027
【図８】
2014122827.tif 000028
【図９】
2014122827.tif 000029
【図１０】
2014122827.tif 000030
【図１２】
2014122827.tif 000031
【図１４】
2014122827.tif 000032
【図１６】
2014122827.tif 000033
【図１８】
2014122827.tif 000034
【図２０】
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【図２２】
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【図２４】
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【図２６】
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【図２８】
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【図３０】
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【図３２】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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