(57)【要約】【課題】従来よりもごみ質の攪拌状況を精度よく評価することができる、ごみの混合度評価システムを提供する。【解決手段】ごみの混合度評価システムは、ごみピット内のごみを撮像し、三次元高さ情報を算出し、撮像された画像を上空視点画像に補正し、三次元高さ情報に基づいて、上空視点画像の全ての区域が同一高さ平面上になるように補正し、補正した画像を階調化して二値化し、二値化画像を複数の分割エリアを有する２以上の評価エリアに分割し、各評価エリアのごみの混合度を評価する構成を有する。【選択図】図１
2019148409.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ごみピット内のごみをその上方から撮像するように設置される撮像部と、
ごみの三次元高さ情報を算出する三次元ごみ高さ算出部と、
前記撮像部の設置情報に基づいて、前記撮像部で撮像された画像を上空視点画像に変換する画像変換部と、
前記ごみの三次元高さ情報に基づいて、前記上空視点画像の全ての区域が同一高さ平面上になるように補正した補正画像を得る画像補正部と、
前記補正画像を階調化し、所定の閾値で二値化して二値化画像を得る二値化処理部と、
前記二値化画像を複数の分割エリアを有する２以上の評価エリアに分割し、各評価エリアのごみの混合度を評価する混合度評価部と、を有するごみの混合度評価システム。
【請求項２】
前記混合度評価部は、
各分割エリアの明部分あるいは暗部分の抽出面積を算出し、全評価エリアに対するあるいは各評価エリアに対する分割エリアの前記明部分あるいは暗部分の抽出面積のばらつきを算出し、前記ばらつきにより混合度を評価するばらつき評価部を有する、請求項１に記載のごみの混合度評価システム。
【請求項３】
前記混合度評価部は、
各評価エリアの面積平均を算出し、前記面積平均により混合度を評価する面積平均評価部を有する、請求項１または２に記載のごみの混合度評価システム。
【請求項４】
前記混合度評価部は、
各評価エリアの明部分と暗部分との面積率を算出し、前記面積率により混合度を評価する面積率評価部を有する、請求項１〜３のいずれか１項に記載のごみの混合度評価システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、ごみピット内におけるごみの混合度を評価するシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来からあるごみ燃焼制御方法として、炉内の状況を基にして燃焼空気量及びごみ供給量を制御することが知られている。しかし、ごみピットに収集された廃棄物のごみ質は均一ではない。それゆえ、焼却炉に投入された廃棄物のごみ質の変化で炉内の燃焼を一定に維持することが難しかった。特に発熱量の小さいごみが投入された場合には炉内の熱量が大きく下がるため、別燃料を補充した助燃処理を行う必要があった。また、場合によっては燃焼を継続できず炉を停止せざる（立ち下げざる）を得なくなる場合もあった。
【０００３】
このような事態を防ぐために、ごみピット内でごみの攪拌混合を十分に行い、ごみ質を平均化することが試みられている。
例えば、熟練のクレーン作業者が、目視確認をしながら手動操作でクレーンを操作し、ごみの性状を把握し、適切なクレーンによる持ち上げ落下による攪拌を行い、ある程度均一なごみ質を作る作業を行っている。
【０００４】
しかし、目視確認であるため、ピットサイズやクレーン操作席からの目視確認範囲には限度があり、見る角度によっては死角ができるため、ごみの攪拌状態を精度よく視認できない場合があった。また、クレーン作業者の熟練度や資質によって、ごみ質の平均化は大きく左右されていた。
【０００５】
一方、クレーンを自動運転して廃棄物を攪拌する方法がある（例えば、特許文献１参照）。この方法は、主にごみの量、攪拌回数をもとに、ごみを掴みあげる位置、ごみを落とす位置を制御するものである。この自動運転では作業者の負担を大きく軽減でき、作業者の熟練度や資質にも影響されないが、攪拌回数をもとに攪拌状況を判断するためごみ質平均化の精度が低く、特にごみ質が低下する雨天日や炉内の発熱量が低下した時などに作業者が手動でクレーンを操作する必要があった。
【０００６】
また、ごみの攪拌状態を知る方法として、ごみピット内を撮像した画像データを分析し、ごみの塊部分の外径線（エッジ）のフラクタル次元に基づいてごみの攪拌状態を判定する方法がある（例えば、特許文献２参照）。
【０００７】
また、２台一対のステレオカメラを用いて、ピット内に堆積したごみ高さを計測し、ごみ色調マップに基づいて異質ごみを特定し、ごみをクレーンで攪拌する方法がある（例えば、特許文献３参照）。
【０００８】
また、炉の投入口近傍の画像情報から、個々のごみ袋体の色や形状、破砕ごみやせん断ごみ、他のごみ種類を識別し、ごみ発熱量データベースをもとに投入される個々のごみの重量及び発熱量を推算する方法がある（例えば、特許文献４参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特許５１８５１９７号
【特許文献２】特許６１８８５７１号
【特許文献３】特許５０２５１２０号
【特許文献４】特許５３６１５９５号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上記特許文献２〜４は、依然として攪拌状態を十分に判定しているとは言い難く、平均化したごみ質を得ることは難しかった。
【００１１】
そこで、本発明の目的は、従来よりもごみ質の攪拌状況を精度よく評価することができる、ごみの混合度評価システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明のごみの混合度評価システムは、
ごみピット内のごみをその上方から撮像するように設置される撮像部と、
ごみの三次元高さ情報を算出する三次元ごみ高さ算出部と、
前記撮像部の設置情報に基づいて、前記撮像部で撮像された画像を上空視点画像に変換する画像変換部と、
前記ごみの三次元高さ情報に基づいて、前記上空視点画像の全ての区域が同一高さ平面上になるように補正した補正画像を得る画像補正部と、
前記補正画像を階調化し、所定の閾値で二値化して二値化画像を得る二値化処理部と、
前記二値化画像を複数の分割エリアを有する２以上の評価エリアに分割し、各評価エリアのごみの混合度を評価する混合度評価部と、を有する。
【００１３】
上記混合度評価システムは、さらに
ごみピット内でごみまでの距離を検出できるようにごみ上方に移動可能に設置され、かつ測定点（Ｐ）までの距離（Ａ）を検出する測距部と、
前記距離（Ａ）および前記測距部から前記ごみピットの底面までの基準距離（Ｂ）に基づいて、測定点ごみ堆積高さ（Ｚ）を算出する測定点ごみ高さ算出部と、有し、
前記三次元ごみ高さ算出部は、ごみピット内の平面座標と前記測定点ごみ堆積高さの情報とに基づいて、前記ごみの三次元高さ情報を算出してもよい。
前記測距部は、例えば、レーザ距離計、マイクロ波距離計、超音波距離計、光学系距離計などが挙げられる。
【００１４】
また、上記発明において、前記三次元ごみ高さ算出部は、ごみピット内を移動するクレーンのバケットが堆積しているごみに着床した地点の高さと、該バケットの平面座標に基づいて、前記ごみの三次元高さ情報を算出してもよい。
バケットの平面座標は、クレーンの横行位置、走行位置に基づいて決定されてもよい。
バケットがごみに着床した地点の高さは、バケットの初期高さから下降した移動距離に基づいて算出されてもよい。
【００１５】
また、上記発明において、前記三次元ごみ高さ算出部は、２台以上の固定された撮像部を用いてそれらの視差から前記ごみの三次元高さ情報を算出してもよい。いわゆるステレオカメラによる奥行き距離の算出方法に基づいている。
【００１６】
また、上記発明において、前記三次元ごみ高さ算出部は、堆積ごみの上方に固定された３次元走査が可能な測距部と、測距部と測定点とのＸ軸方向の角度、Ｙ軸方向の角度、距離の３つの情報からら前記ごみの三次元高さ情報を算出してもよい。
Ｘ軸、Ｙ軸は、ごみピットの平面座標である。
前記測距部は、例えば、レーザ距離計、マイクロ波距離計、超音波距離計、光学系距離計などが挙げられる。
【００１７】
上記発明において、前記混合度評価部は、
各評価エリアの明部分あるいは暗部分の抽出面積を算出し、全評価エリアに対するあるいは各評価エリアに対する分割エリアの前記明部分あるいは暗部分の抽出面積のばらつきを算出し、前記ばらつきにより混合度を評価するばらつき評価部を有していてもよい。
ここで「抽出面積のばらつき」は、例えば、分散σ２、標準偏差σ、変動係数ＣＶなどが挙げられる。
上記ばらつき評価部の評価において、ばらつき、例えば、分散σ２、標準偏差σ、変動係数ＣＶなどが、所定値を超えて大きい値ほど、多様なごみがエリア内に存在すること、つまり攪拌が十分になされており、ごみの均質化が高いことを示す。
【００１８】
また、上記発明において、前記混合度評価部は、
例えば、判別分析法（大津の二値化）を各分割エリアに適用する、あるいは、動的閾値法による二値化を行い、明部分（あるいは暗部分）をラベリングするなどして各粒子を抽出し、各評価エリアの粒子面積平均を算出し、前記面積平均により混合度を評価する面積平均評価部を有していてもよい。
上記面積平均評価部の評価において、例えば、粒子面積平均が所定値より小さい値ほど、ごみ袋の破砕が進行している、つまり攪拌が十分になされており、ごみの均質化が高いことを示す。
【００１９】
また、上記発明において、前記混合度評価部は、
各評価エリアの明部分と暗部分との面積率を算出し、前記面積率により混合度を評価する面積率評価部を有していてもよい。
ここで、面積率は、例えば、暗部分÷明部分、明部分÷暗部分である。
上記面積率評価部の評価において、面積率（例えば１未満の値）が所定値より大きい値ほど、ごみ袋の破砕が進行している、つまり攪拌が十分になされていることを示す。ごみ袋は、ごみよりも明るい場合が多いことから暗部分の面積が大きいほどごみ袋の破砕が進んでいると推定する。
【００２０】
上記発明において、混合度評価システムは、前記混合度評価部によって混合度が不十分（攪拌不十分）であるとの結果であった場合に、クレーンの自動操作を制御するクレーン・コントローラに指示する命令部を、さらに有していてもよい。
評価エリア単位で混合度を評価できるため、上記命令部は、攪拌不十分の評価エリアを選択的に攪拌するようにクレーン・コントローラに指示することができる。
また、上記命令部は、前記混合度評価部によって混合度が十分（攪拌十分）であるとの結果であった評価エリアから、クレーンによって炉への投入を指示してもよい。
評価エリア単位で混合度を評価できるため、命令部は、攪拌十分の評価エリアのごみを選択的にクレーンによって炉へ投入する指示をしてもよい。
【００２１】
混合度評価システムは、前記混合度評価部によって、所定値以上の評価エリアの混合度が不十分（攪拌不十分）であるとの結果であった場合に、その旨を知らせる通知部を有していてもよい。
通知部は、前記混合度評価部によって混合度が十分（攪拌十分）であるとの結果であった場合に、クレーンによって炉への投入できる旨を通知してもよい。
【００２２】
上記発明において、ごみの混合度評価システムは、階調化画像および／または二値化画像を表示する表示部をさらに有していてもよい。
前記表示部は、階調化画像および／または二値化画像をグラデーション化して表示してもよい。表示部は、撮像部で撮像した画像とともに、グラデーション化した階調化画像および／または二値化画像を表示してもよい。
前記表示部は、各評価エリアの混合度を数値化または該数値化に基づくグラデーション化で表示してもよい。
【００２３】
上記発明によれば、従来よりもごみ質の攪拌状況を精度よく把握することができる。
すなわち、投入ごみの攪拌状況が改善され燃焼状態の安定性が高まるため、助燃燃料を節約できる。また、同様の理由で排ガスの性状も安定するため、排出基準を満たすために使用する薬剤の使用量を削減できる。
燃焼状態が大きく悪化する頻度が減少するため、運転監視が省力化できる。
クレーンの自動運転でできる範囲が広がるため、運転員が別の業務に注力できる。
手動操作の場合でも、クレーン操作員が数値化されたごみ堆積高さ、攪拌状態を確認しながら運転できるため効率的かつ操作員個人の資質（あるいは技能）に左右されにくい操作が可能となる。
既設の施設（例えば、ごみピット）にも安価に設置できるため、適用範囲が広い。
評価エリア単位で、攪拌状況を把握できるため、均質なごみを選択的に炉へ投入したり、攪拌したりすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】実施形態１の混合度評価システムおよびごみピット側面視の一例を説明するための図である。
【図２Ａ】ごみピット全体の輝度画像の一例を示す図である。
【図２Ｂ】図２Ａの輝度画像を二値化した二値化画像の一例を示す図である。
【図２Ｃ】図２Ｂの二値化画像を評価エリアおよび分割エリアで分画した一例を示す図である。
【図２Ｄ】評価エリアのアドレス規則を示す図である。
【図２Ｅ】分割エリアのアドレス規則を示す図である。
【図２Ｆ】評価エリアＳａにおける各分割エリアの抽出画像数を示す図である。
【図３】実施形態１の処理手順を説明するフローチャート。
【図４】実施形態２の混合度評価システムの一例を説明するための図である。
【図５】実施形態３の混合度評価システムの一例を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
（実施形態１）
本発明に係る実施形態１の混合度評価システム１００およびその処理フローについて図１〜３を参照しながら説明する。
【００２６】
図１は、ごみピット１の内部を側面視で示している。図１の右側にごみ収集車９が入場し、投入扉１２からごみを投入エリア１１に送り込む。投入エリアのごみＤは、クレーン２２およびバケット２３により、ごみピット１のごみ攪拌エリア１５に搬送される。攪拌エリア１５は床平面で所定サイズに分画された混合番地が設定されており、本実施形態では混合番地と評価エリアが一致している。混合エリア１５において、ごみが堆積された状態を示す（Ｄ１：堆積ごみ）。
【００２７】
クレーン・コントローラ２００は、任意の混合番地の範囲内あるいは番地をまたがって、クレーン２２を移動させ、バケット２３でごみを掴んで持ち上げ、その場で若しくはその混合番地内の別の位置へ移動したり、別の混合番地へ移動したりして、ごみを落下させるように制御する。また、クレーン・コントローラ２００は、複数の混合番地において、ごみを移動させるようにクレーン２２とバケット２３を制御する。クレーン・コントローラ２００は、自動運転制御部と手動運転制御部を有し、自動運転制御部が上記制御を実行できる。また、クレーン・コントローラ２００は、クレーン２２とバケット２３を制御して、任意の混合番地のごみを掴んで移動させ、焼却炉４０の投入ホッパ４１にごみを送り込む制御をする。
【００２８】
（混合度評価システム）
廃棄物の混合度評価システム１００は、以下の構成を有する。
撮像部３１は、ごみピット１内（例えば、攪拌エリア１５）のごみをその斜め上方から撮像する。撮像部３１は、例えば、ごみピット１内の柱、壁、天井などに固定設置可能であり、本実施形態ではクレーンガータ２１よりも下方の壁に設置する。撮像部３１は、例えば、動画または静止画を撮像するＣＣＤカメラ、ＣＭＯＳカメラ、赤外線カメラであってもよい。動画撮像の場合には静止画が切り出されてもよい。画像は、その撮像時刻も紐付けられてメモリ（例えば、撮像部内部あるいは混合度評価システム１００のメモリ）に保存される。撮像部３１は、定期的にまたは所定のタイミング、例えば混合度を判断するタイミングでごみを撮像してもよい。
また、本実施形態では撮像部３１は一つであるが、これに制限されず、撮像部が複数設置されていてもよい。複数の撮像部で攪拌エリア１５を分けて撮像してもよく（一部重複して撮像してもよく）、攪拌エリア全体を複数の撮像部のそれぞれが別の角度から撮像してもよい。複数の撮像部で撮像した画像は、例えば、攪拌エリア全体が１枚の画像になるように合成処理部（不図示）で処理されてもよい。本実施形態の撮像部３１で撮像した画像はＲＧＢ画像である。なお、ＲＧＢ画像に限定されず、例えば、赤外線カメラによる面像でもよい。
【００２９】
レーザ距離計３２は、ごみピット１内で堆積ごみＤ１までの距離を検出する。レーザ距離計３２は、ごみピット１内の上方部に固定または移動可能に設置され、例えば、クレーンガータ２１にクレーン進行方向に移動可能に設置され、クレーン２２と共に移動してもよく、別々に移動してもよく、クレーン２２近傍に設置されていてもよい。垂直下方に固定設置される場合に、レーザ距離計３２がその検出角度を変えて検出できるように角度調整可能に構成されていてもよい。
本実施形態では、クレーンガータ２１に固定され、図１において左右に検出角度を変えて下方のごみ（測定点Ｐ）までの距離を検出できる。図１の紙面垂直方向にクレーンガータ２１が移動することで、攪拌エリア１５全体のごみまでの距離を検出できる。
測定点Ｐの座標（Ｘ−Ｙ平面座標）は、レーザ距離計３２の位置および検出角度（測定点角度θ）に基づいて算出できる。レーザ距離計３２の位置はクレーンガータ２１の位置座標と、クレーンガータ２１とレーザ距離計３２との相対位置から導ける。
測定点Ｐの座標と検出された距離Ａ、測定点角度θ、検出時刻は紐づけられてメモリ（例えば、レーザ距離計内部あるいは混合度評価システム１内のメモリ）に保存される。
【００３０】
撮像部３１の撮像時刻とレーザ距離計３２の距離検出時刻とは、完全に一致していなくともよい。レーザ距離計３２の検出時刻とほぼ対応した画像を撮像する構成でもよい。少なくともいずれか一方あるいは両方が処理（距離検出、撮像）している際に、クレーンによる攪拌が行われていないことが好ましい。
攪拌のためにクレーンを自動運転している所定のタイミングあるいは焼却炉４０にごみを投入しているタイミングで、画像の撮像および距離の検出をしてもよい。
【００３１】
測定点ごみ高さ算出部１０１は、距離Ａ、測定点角度θ、およびレーザ距離計３２からごみピット１の底面までの基準距離Ｂに基づいて、測定点ごみ堆積高さＺを算出する。基準距離Ｂはレーザ距離計３２から垂直下方向の床（ここでは攪拌エリア１５の床）までの距離である。
Ｚ＝Ｂ−Ａ×ｃｏｓθ    （１）
【００３２】
三次元ごみ高さ算出部１０２は、ごみピット１内の平面座標（Ｘ−Ｙ）と測定点ごみ堆積高さＺの情報とに基づいて、ごみの三次元高さ情報Ｗを算出する。
三次元高さ情報Ｗは、撮像時刻と検出時刻の情報を含んでいてもよい。
三次元ごみ高さ算出部１０２は、所定のタイミングで、三次元高さ情報Ｗを算出する。
本実施形態において、「所定のタイミング」は、一定間隔でもよく、決まった時刻でもよく、作業員の命令操作に基づいたタイミングでもよい。
【００３３】
画像変換部１１１は、撮像部３１の設置情報（例えば、ごみピット内の設置された位置座標、撮像角度、レンズの画角など）に基づいて、撮像部３１で撮像された画像を上空視点画像に変換する。本実施形態では撮像部３１は、攪拌エリア１５のごみを斜め上方からの所定角度で撮像しているため、その撮像画像を上空視点画像に変換している。
【００３４】
画像補正部１１２は、ごみの三次元高さ情報Ｗに基づいて、前記上空視点画像の全ての区域が同一高さ平面上になるように補正する。ここで得られた画像を補正画像とする。
これにより、同一高さの平面画像が得られる。
【００３５】
二値化処理部１１３は、ＲＧＢ画像である補正画像をＨＳＩ画像に変換し、色相Ｈ、彩度Ｓ、輝度Ｉのいずれかで画像を階調化して階調化画像を得る。次いで、二値化処理部１１３は、この階調化画像を所定の閾値で二値化して二値化画像を得る。ここで「所定の閾値」は、例えば、ピット全体における階調化した際の要素（色相Ｈ、彩度Ｓ、輝度Ｉ）の平均値でもよい。本実施形態では輝度によって階調化し、閾値は、輝度の平均を用いる。
なお、別実施形態として、「階調化」は色相、彩度、輝度に限定されず、ＲＧＢのいずれかで階調してもよい。また、撮像部が赤外線カメラの場合に、上記画像変換処理、上記画像補正処理をした後で、二値化処理部１１３は例えば波長、周波数などで階調化してもよい。
【００３６】
混合度評価部１３０は、二値化画像を用いてごみの混合度を評価する。本実施形態において、混合度評価部１３０は、ばらつき評価部１３１を有する。
ばらつき評価部１３１は、二値化画像を複数の分割エリアを有する２以上の評価エリアに分割し、各分割エリアの明部分あるいは暗部分の抽出面積を算出する。
例えば、明部分はごみ袋そのままが多くある画像であり、攪拌が不十分であり、暗部分はごみ袋が破砕された状態の画像であり攪拌が十分であると推測される。
さらに、ばらつき評価部１３１は、全評価エリアに対する分割エリアの前記明部分あるいは暗部分の抽出面積の分散σ２を算出する。本実施形態では、面積算出にあたり画素数をカウントする方法を用いるが、特にこれに制限されず、他の方法で明部分あるいは暗部分の面積を算出してもよい。
上記分散の算出と共にあるいは代替して、ばらつき評価部１３１は、各評価エリアに対する分割エリアの前記明部分あるいは暗部分の抽出面積の分散σ２を算出することができる。
また、分散σ２と共にあるいは分散に代替して、ばらつき評価部１３１は、標準偏差σおよび／または変動係数（ＣＶ）を算出することができる。
【００３７】
ばらつき評価部１３１は、ばらつきに基づいてごみの混合度を評価する。本実施形態において、ばらつき評価部１３１は、分散σ２が所定値を超えるか否かを判断する。所定値は予め設定されており、ごみピットごと（地域性、天候）に設定を変更できる。所定値は、実験、長期運転による経験則に基づいて設定してもよい。
ばらつき評価部１３１で、分散σ２が所定値を超えて、大きい値になるほど、多様なごみがエリア内に存在する、つまり攪拌が十分になされていることを示す。
【００３８】
混合度評価システム１００は、ばらつき評価部１３１による結果が所定値以下の際に、クレーンの自動操作を制御するクレーン・コントローラ２００に指示する命令部１４１を有する。命令部１４１は、分散が所定値以下であった評価エリアを対象として、ごみ攪拌を行うべく指令を行う。
【００３９】
混合度評価システム１００は、ばらつき評価部１３１による結果が所定値以下である旨を知らせる通知部１４２を有してもよい。
通知部１４２は、その旨あるいは警告情報を音あるいは音声で作業者に知らせるスピーカを有して構成されていてもよく、光を発するライトを有して構成されていてもよい。また、通知部１４２は、作業者が携帯しているモバイル端末、スマート端末にその旨あるいは警告情報を送り、その端末が音あるいは音声を発する構成であってもよい。
【００４０】
混合度評価システム１００は、二値化画像を表示するモニター１４３をさらに有していてもよい。モニター１４３は、クレーン・コントローラ２００のモニターで構成されていてもよい。モニター１４３は、二値化画像をグラデーション化して表示することができる。
【００４１】
混合度評価システム１００の各構成要素は、メモリ、プロセッサー、ソフトウエアプログラムを有する情報処理装置（例えば、コンピュータ）や、専用回路、ファームウエアなどで構成できる。
【００４２】
（処理フロー）
ステップＳ１において、撮像部３１がごみピット内の画像を撮像する。レーザ距離計３２がごみピット内のごみ（測定点Ｐ）までの距離Ａを測定する。
ステップＳ２において、各測定点でのごみ堆積高さＺを以下の式から算出する。
Ｚ＝Ｂ−Ａ×ｃｏｓθ    （１）
次いで、ごみピット１内の平面座標（Ｘ−Ｙ）とごみ堆積高さＺの情報とに基づいて、ごみの三次元高さ情報Ｗを算出する。
【００４３】
ステップＳ３において、上空視点画像を作成し、三次元高さ情報Ｗに基づいて、上空視点画像の全ての区域が同一高さ平面上になるように補正画像を作成する。
ステップＳ４において、ＲＧＢ画像である補正画像を、色相Ｈ、彩度Ｓ、輝度ＩのＨＩＳ変換し、輝度に基づく輝度画像を作成する。輝度画像を２５６階調で階調化する。図２Ａは、ごみピット内の階調化した画像の一例を示す。ここで、画素数と実面積（攪拌エリア）が対応し、画素ごとに明暗の輝度を示す。
なお、別実施形態として、「階調化」は色相、彩度、輝度に限定されず、ＲＧＢのいずれかで階調してもよい。また、撮像部が赤外線カメラの場合に、上記画像変換処理、上記画像補正処理をした後で、二値化処理部１１３は例えば波長、周波数などで階調化してもよい。
【００４４】
ステップＳ５において、全画素に対する平均輝度を算出し、閾値に設定する。
平均輝度＝（輝度０×その画素数＋輝度１×その画素数＋・・輝度２５５×その画素数）／全画素数        （２）
【００４５】
ステップＳ６において、閾値より明るい画素を抽出し二値化する。なお、別例として暗い画素を抽出し二値化してもよい。図２Ｂに二値化した二値化画像の一例を示す。
【００４６】
ステップＳ７において、全画素を評価エリアで分画する。各評価エリアはさらに分割エリアで分画する。分割エリアのそれぞれで抽出画素数（面積）を算出する。ここで抽出画素は、明部分（白）である。図２Ｃは全画素を評価エリアで分画した一例を示す。太枠が評価エリアであり、破線は最小単位の画素を示す。なお、「最小単位の画素」は１つでもよく複数でもよい。図２Ｄは評価エリアＳａ〜Ｓｉのアドレスの一例を示す。図２Ｅは評価エリアＳａの分割エリアＳａ１〜Ｓａ９のアドレスの一例を示す。他の評価エリアＳｂ〜Ｓｉも同様にアドレスが設定される。本実施形態において評価エリアは攪拌エリア１５のクレーン番地と同じである。
図２Ｆは、評価エリアＳａの各分割エリアＳａ１〜Ｓａ９の抽出画素数を示す。
Ｓａ１＝５
Ｓａ２＝７
Ｓａ３＝４
Ｓａ４＝８
Ｓａ５＝５
Ｓａ６＝２
Ｓａ７＝８
Ｓａ８＝５
Ｓａ９＝５
他の評価エリアＳｂ〜Ｓｉも同様に抽出画素数（抽出面積に相当する）を算出する。
【００４７】
ステップＳ８−１において、各評価エリアに対して、抽出面積の分散σ２を算出する。
2019148409.tif 000003
Ｓａｉは各分割エリアの抽出面積、Ｓａ＿ａｖｅは評価エリアＳａにおける各分割エリアの抽出面積の平均である。ｎは評価エリア内の画素数であり、９×９である。
他の評価エリアＳｂ〜Ｓｉにおいても同様に算出する。
なお、別実施形態として標準偏差、変動係数を算出してもよい。変動係数ＣＶは式（４）で求めることができる。
2019148409.tif 000004
σは標準偏差である。
【００４８】
ステップＳ８−２において、全評価エリアに対して各評価エリアの抽出面積の分散σ２を算出する。
2019148409.tif 000005
Ｓａｉは各分割エリアの抽出面積、Ｓｏ＿ａｖｅは全評価エリア（ピット全体）Ｓａ〜Ｓｉにおける各分割エリアの抽出面積の平均である。ｎは評価エリア内の画素数であり、９×９である。
他の評価エリアＳｂ〜Ｓｉにおいても同様に算出する。
なお、別実施形態として、分散に代わり、標準偏差、変動係数を算出してもよい。
【００４９】
ステップＳ９において、混合度を評価する。分散σ２が所定値を超えて、大きい値になるほど、多様なごみがエリア内に存在する、つまり攪拌が十分になされていることを示す。
ステップＳ８−１により各評価エリアに対する分散の時はその評価エリアにおける混合度を評価でき、ステップＳ８−２により全評価エリアに対する分散の時はごみピット全体と比較したその評価エリアの混合度を評価できる。
【００５０】
ステップＳ１０において、ステップＳ９での評価結果を出力する。攪拌十分でない場合に、クレーンで攪拌をさせるために、クレーン・コントローラ２００へ攪拌の指令を行うことができる。
また、混合度を示すために、分割エリア単位でグラデーション化し、モニターに表示させることもできる。
【００５１】
（実施形態２）
本発明に係る実施形態２の混合度評価システム１００の構成について図４を参照しながら説明する。実施形態１と同じ符号は同様の機能を有するため説明を省略し、異なる特徴を説明する。本実施形態において、混合度評価部１３０は、面積平均評価部１３２を有する。
【００５２】
ステップＳ５において、面積平均評価部１３２は、分割エリアごとに、判別分析法を各分割エリアに適用する、あるいは、動的閾値法による二値化を行い、明部分（あるいは暗部分）をラベリングするなどして各粒子を抽出する。
面積平均評価部１３２は、各粒子面積を算出し、各粒子の面積平均を算出する。
面積平均評価部１３２は、各粒子の面積平均が所定値より小さいか否かを判断する。
面積平均評価部１３２の判断結果において、面積平均が所定値より小さい値ほど、ごみの破袋が進行している、つまり攪拌が十分になされていることを示す。
実施形態１と同様に、評価エリア単位で評価することができる。
【００５３】
実施形態２の構成は、実施形態１と共に混合度評価システム１００に具備されていてもよい。
ばらつき評価部１３１と面積平均評価部１３２のそれぞれの判断あるいは総合判断によって混合度を評価してもよい。
【００５４】
（実施形態３）
本発明に係る実施形態３の混合度評価システム１００の構成について図５を参照しながら説明する。実施形態１および実施形態２と同じ符号は同様の機能を有するため説明を省略し、異なる特徴を説明する。本実施形態において、混合度評価部１３０は、面積率評価部１３３を有する。
【００５５】
面積率評価部１３３は、各評価エリアの明部分と暗部分との面積率（＝暗部分／明部分）を算出する。
面積率評価部１３３は、面積率が所定値（例えば１未満）より大きいか否かを判断する。
面積率評価部１３３の判断結果において、面積率が所定値より大きい値ほど、ごみの破袋が進行している、つまり攪拌が十分になされていることを示す。
実施形態１と同様に、評価エリア単位で評価することができる。
【００５６】
実施形態３の構成は、実施形態１および／または実施形態２と共に混合度評価システム１００に具備されていてもよい。
ばらつき評価部１３１、面積平均評価部１３２および面積率評価部１３３のそれぞれの判断あるいは総合判断によって混合度を評価してもよい。
【００５７】
（ごみの三次元高さ情報を算出する別実施形態）
ごみの三次元高さ情報は、以下（１）から（４）の方法で算出してもよい。
（１）実施形態１のレーザ距離計に代わり、マイクロ波距離計、超音波距離計、光学系距離計などを用いてもよい。
（２）三次元ごみ高さ算出部は、ごみピット内を移動するクレーンのバケットが堆積しているごみに着床した地点の高さと、該バケットの平面座標に基づいて、ごみの三次元高さ情報を算出してもよい。
（３）三次元ごみ高さ算出部は、２台以上の固定された撮像部を用いてそれらの視差から前記ごみの三次元高さ情報を算出してもよい。
（４）三次元ごみ高さ算出部は、堆積ごみの上方に固定された３次元走査が可能な測距部と、測距部と測定点とのＸ軸方向の角度、Ｙ軸方向の角度、距離の３つの情報からら前記ごみの三次元高さ情報を算出してもよい。測距部は、例えば、レーザ距離計、マイクロ波距離計、超音波距離計、光学系距離計などが挙げられる。
【符号の説明】
【００５８】
１        ごみピット
１５      攪拌エリア
２１      クレーンガータ
２２      クレーン
２３      バケット
３１      撮像部
３２      レーザ距離計
１００    混合度評価システム
１０１    測定点ごみ高さ算出部
１０２    三次元ごみ高さ算出部
１１１    画像変換部
１１２    画像補正部
１１３    二値化処理部
１３０    混合度評価部
１３１    ばらつき評価部
１３２    面積平均評価部
１３３    面積率評価部
２００    クレーン・コントローラ
【図１】
2019148409.tif 000006
【図２Ａ】
2019148409.tif 000007
【図２Ｂ】
2019148409.tif 000008
【図２Ｃ】
2019148409.tif 000009
【図２Ｄ】
2019148409.tif 000010
【図２Ｅ】
2019148409.tif 000011
【図２Ｆ】
2019148409.tif 000012
【図３】
2019148409.tif 000013
【図４】
2019148409.tif 000014
【図５】
2019148409.tif 000015
【手続補正書】
【提出日】平成30年9月27日(2018.9.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ごみピット内のごみをその上方から撮像するように設置される撮像部と、
ごみの三次元高さ情報を算出する三次元ごみ高さ算出部と、
前記撮像部の設置情報に基づいて、前記撮像部で撮像された画像を上空視点画像に変換する画像変換部と、
前記ごみの三次元高さ情報に基づいて、前記上空視点画像の全ての区域が同一高さ平面上になるように補正した補正画像を得る画像補正部と、
前記補正画像を階調化し、所定の閾値で二値化して二値化画像を得る二値化処理部と、
前記二値化画像を複数の分割エリアを有する２以上の評価エリアに分割し、各評価エリアのごみの混合度を評価する混合度評価部と、
ごみピット内でごみまでの距離を検出できるようにごみ上方に移動可能に設置され、かつ測定点（Ｐ）までの距離（Ａ）を検出する測距部と、
前記距離（Ａ）および前記測距部から前記ごみピットの底面までの基準距離（Ｂ）に基づいて、測定点ごみ堆積高さ（Ｚ）を算出する測定点ごみ高さ算出部と、有し、
前記三次元ごみ高さ算出部は、ごみピット内の平面座標と前記測定点ごみ堆積高さの情報とに基づいて、前記ごみの三次元高さ情報を算出する、ごみの混合度評価システム。
【請求項２】
ごみピット内のごみをその上方から撮像するように設置される撮像部と、
ごみの三次元高さ情報を算出する三次元ごみ高さ算出部と、
前記撮像部の設置情報に基づいて、前記撮像部で撮像された画像を上空視点画像に変換する画像変換部と、
前記ごみの三次元高さ情報に基づいて、前記上空視点画像の全ての区域が同一高さ平面上になるように補正した補正画像を得る画像補正部と、
前記補正画像を階調化し、所定の閾値で二値化して二値化画像を得る二値化処理部と、
前記二値化画像を複数の分割エリアを有する２以上の評価エリアに分割し、各評価エリアのごみの混合度を評価する混合度評価部と、を有し、
前記三次元ごみ高さ算出部は、ごみピット内を移動するクレーンのバケットが堆積しているごみに着床した地点の高さと、該バケットの平面座標に基づいて、前記ごみの三次元高さ情報を算出する、ごみの混合度評価システム。
【請求項３】
ごみピット内のごみをその上方から撮像するように設置される撮像部と、
ごみの三次元高さ情報を算出する三次元ごみ高さ算出部と、
前記撮像部の設置情報に基づいて、前記撮像部で撮像された画像を上空視点画像に変換する画像変換部と、
前記ごみの三次元高さ情報に基づいて、前記上空視点画像の全ての区域が同一高さ平面上になるように補正した補正画像を得る画像補正部と、
前記補正画像を階調化し、所定の閾値で二値化して二値化画像を得る二値化処理部と、
前記二値化画像を複数の分割エリアを有する２以上の評価エリアに分割し、各評価エリアのごみの混合度を評価する混合度評価部と、を有し、
前記三次元ごみ高さ算出部は、堆積ごみの上方に固定された３次元走査が可能な測距部と測定点とのＸ軸方向の角度、Ｙ軸方向の角度、距離の３つの情報から前記ごみの三次元高さ情報を算出する、ごみの混合度評価システム。
【請求項４】
前記混合度評価部は、
各分割エリアの明部分あるいは暗部分の抽出面積を算出し、全評価エリアに対するあるいは各評価エリアに対する分割エリアの前記明部分あるいは暗部分の抽出面積のばらつきを算出し、前記ばらつきにより混合度を評価するばらつき評価部を有する、請求項１から３のいずれか１項に記載のごみの混合度評価システム。
【請求項５】
前記混合度評価部は、
各評価エリアの面積平均を算出し、前記面積平均により混合度を評価する面積平均評価部を有する、請求項１から４のいずれか１項に記載のごみの混合度評価システム。
【請求項６】
前記混合度評価部は、
各評価エリアの明部分と暗部分との面積率を算出し、前記面積率により混合度を評価する面積率評価部を有する、請求項１〜５のいずれか１項に記載のごみの混合度評価システム。