(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ミキサによりアスファルトと骨材とを混合してアスファルト混合物を製造するアスファルトプラントにおいて、前記ミキサ内の前記アスファルト混合物の温度を測定する温度測定システムであって、
前記ミキサ内の前記アスファルト混合物を所定の時間間隔で撮像する撮像装置と、
前記撮像装置によって撮像された複数の撮像画像に基づいて、前記アスファルト混合物の温度ｔを演算する演算装置と、を備えており、
前記演算装置は、
前記複数の撮像画像のうちの一の撮像画像から、前記アスファルト混合物内の前記骨材を特徴点として抽出し、前記一の撮像画像以降に撮像された複数の撮像画像において前記特徴点を追跡する画像解析部と、
前記特徴点の追跡結果に基づいて、前記特徴点の所定時間あたりの移動距離ｄを演算し、演算された前記移動距離ｄが長くなるほど前記アスファルト混合物の温度ｔが高くなるように、前記温度ｔを演算する温度演算部と、を備えているアスファルト混合物の温度測定システム。
【請求項２】
請求項１に記載のアスファルト混合物の温度測定システムであって、
前記演算装置は、予め実測された前記特徴点の所定時間あたりの移動距離である移動距離データと、予め実測された前記アスファルト混合物の温度である温度データと、を含むマスターデータを備え、前記マスターデータは、前記移動距離データが長いほど前記温度データが高くなるように、前記移動距離データと前記温度データとが対応付けられており、
前記温度演算部は、前記マスターデータから、演算された前記移動距離ｄに対応する前記移動距離データを特定し、特定した前記移動距離データに対応付けられている前記温度データに基づいて、前記アスファルト混合物の温度ｔを演算するアスファルト混合物の温度測定システム。
【請求項３】
請求項２に記載のアスファルト混合物の温度測定システムであって、
前記温度演算部は、下記式（１）に基づいて前記移動距離ｄに対応する前記アスファルト混合物の温度ｔを算出するアスファルト混合物の温度測定システム。
【数１】
0006742012.tif 000006
但し、上記の（１）式において、
ｎ及びｎ１は、前記マスターデータが有する前記移動距離データであり、
ｎは、前記移動距離ｄよりも短い第ｎの移動距離データであり、
ｎ１は、前記移動距離ｄよりも長い第ｎ１の移動距離データであり、
ｍ及びｍ１は、前記マスターデータが有する前記温度データであり、
ｍは、前記第ｎの移動距離に対応する第ｍの温度データであり、
ｍ１は、前記第ｎ１の移動距離に対応する第ｍ１の温度データである。
【請求項４】
請求項２又は３に記載のアスファルト混合物の温度測定システムであって、
前記演算装置は、複数の前記マスターデータを備えたデータベースを備えており、
前記複数のマスターデータは、前記アスファルト混合物の種類又は前記ミキサの回転速度ごとに、前記移動距離データと前記温度データとが対応付けられているアスファルト混合物の温度測定システム。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載のアスファルト混合物の温度測定システムであって、
前記画像解析部は、前記アスファルト混合物に含まれる前記骨材の輝度又はサイズに基づいて、前記骨材を特徴点として抽出するアスファルト混合物の温度測定システム。
【請求項６】
アスファルトと骨材とを混合してアスファルト混合物を製造するアスファルトプラントであって、
前記アスファルトと前記骨材とを混合するミキサと、
請求項１〜５のいずれか一項に記載のアスファルト混合物の温度測定システムと、を備えたアスファルトプラント。
【請求項７】
ミキサによりアスファルトと骨材とを混合してアスファルト混合物を製造するアスファルトプラントにおいて、前記ミキサ内の前記アスファルト混合物の温度を測定する温度測定方法であって、
前記ミキサ内の前記アスファルト混合物を撮像装置によって所定の時間間隔で撮像する第１のステップと、
前記撮像装置によって撮像された複数の撮像画像のうちの一の撮像画像から、画像解析部によって前記アスファルト混合物内の前記骨材を特徴点として抽出し、前記一の撮像画像以降に撮像された複数の撮像画像において前記特徴点を追跡する第２のステップと、
前記特徴点の追跡結果に基づいて、前記特徴点の所定時間あたりの移動距離ｄを演算する第３のステップと、
演算された前記移動距離ｄに基づいて、前記移動距離ｄが長くなるほど前記アスファルト混合物の温度ｔが高くなるように、前記温度ｔを演算する第４のステップと、を備えたアスファルト混合物の温度測定方法。
【請求項８】
請求項７に記載のアスファルト混合物の温度測定方法であって、
前記第４のステップは、演算された前記移動距離ｄと、予め備えているマスターデータと、に基づいて、前記アスファルト混合物の温度ｔを演算するステップを含み、
前記マスターデータは、予め実測された前記特徴点の所定時間あたりの移動距離である移動距離データと、予め実測された前記アスファルト混合物の温度である温度データとを含み、前記マスターデータは、前記移動距離データが長いほど、前記温度データが高くなるように、前記移動距離データと前記温度データとが対応付けられており、
前記ステップは、前記マスターデータから、演算された前記移動距離ｄに対応する前記移動距離データを特定し、特定した前記移動距離データに対応付けられている前記温度データに基づいて、前記アスファルト混合物の温度ｔを演算するアスファルト混合物の温度測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アスファルト混合物の温度測定システム及び温度測定方法と、温度測定システムを利用したアスファルトプラントと、に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
道路の舗装材として知られるアスファルト混合物を製造するアスファルトプラントは、加熱して乾燥された骨材と、加熱して液状に溶解されたアスファルトとをミキサにより混合してアスファルト混合物を製造している。アスファルトは、温度に応じて粘度が変化し、温度が低いほど粘度が高くなるため、アスファルトプラントから出荷されたアスファルト混合物は、道路への敷きならしに適した粘度が得られるように、所定の敷きならし温度（例えば、１１０°Ｃ以上）で道路に敷きならされる。そのため、アスファルト混合物の出荷温度は、アスファルト混合物が工事現場に輸送されて、道路への敷きならしが開始されるまでの温度低下を考慮して設定される。
【０００３】
アスファルトプラントでは、アスファルト混合物の出荷温度として、ミキサ内のアスファルト混合物の温度を測定している。この出荷温度の測定には、被測定物の表面温度を非接触で測定する赤外線温度計等の放射温度計が用いられている（例えば、特許文献１参照）。赤外線温度計には、被測定物の１点の表面温度を測定するスポット温度計と、被測定物の広い範囲の表面温度を温度分布として測定するサーモグラフィとがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−０１８２１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、スポット温度計では、アスファルト混合物の部分的な温度しか測定できないため、出荷温度として用いるには信頼性に欠ける。また、スポット温度計の赤外線受光部は直径が数ミリ程度と小さいため、ミキサへの骨材の投入時に発生する粉塵や、骨材とアスファルトとの混合時に発生する水蒸気等の影響を受けやすく、誤測定が発生しやすい。さらに、スポット温度計は、赤外線受光部に粉塵等の汚れが少しでも付着すると正確な温度が測定できなくなるため、定期的に赤外線受光部の清掃を行い、標準温度計と測定温度が一致するようにキャリブレーションを行う必要がある。これに対し、サーモグラフィは、赤外線を受光する光学系がスポット温度計の赤外線受光部よりも大きいため、粉塵や水蒸気、汚れの付着等の影響は受けにくい。しかしながら、サーモグラフィで撮影された熱画像は解像度が低いため、熱画像を色判定して温度を測定すると測定誤差が大きくなるという問題がある。
【０００６】
本発明が解決しようとする課題は、粉塵や水蒸気等の影響を受けずに、アスファルト混合物の温度を精度よく測定することができるアスファルト混合物の温度測定システム、アスファルトプラント及びアスファルト混合物の温度測定方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
［１］本発明に係るアスファルト混合物の温度測定システムは、ミキサによりアスファルトと骨材とを混合してアスファルト混合物を製造するアスファルトプラントにおいて、前記ミキサ内の前記アスファルト混合物の温度を測定する温度測定システムであって、前記ミキサ内の前記アスファルト混合物を所定の時間間隔で撮像する撮像装置と、前記撮像装置によって撮像された複数の撮像画像に基づいて、前記アスファルト混合物の温度ｔを演算する演算装置と、を備えており、前記演算装置は、前記複数の撮像画像のうちの一の撮像画像から、前記アスファルト混合物内の前記骨材を特徴点として抽出し、前記一の撮像画像以降に撮像された複数の撮像画像において前記特徴点を追跡する画像解析部と、前記特徴点の追跡結果に基づいて、前記特徴点の所定時間あたりの移動距離ｄを演算し、演算された前記移動距離ｄが長くなるほど前記アスファルト混合物の温度ｔが高くなるように、前記温度ｔを演算する温度演算部と、を備えている。
【０００９】
［２］上記発明において、前記演算装置は、予め実測された前記特徴点の所定時間あたりの移動距離である移動距離データと、予め実測された前記アスファルト混合物の温度である温度データと、を含むマスターデータを備え、前記マスターデータは、前記移動距離データが長いほど前記温度データが高くなるように、前記移動距離データと前記温度データとが対応付けられており、前記温度演算部は、前記マスターデータから、演算された前記移動距離ｄに対応する前記移動距離データを特定し、特定した前記移動距離データに対応付けられている前記温度データに基づいて、前記アスファルト混合物の温度ｔを演算してもよい。
【００１１】
［３］上記発明において、前記温度演算部は、下記式（１）に基づいて前記移動距離ｄに対応する前記アスファルト混合物の温度ｔを算出してもよい。
【００１２】
【数１】
0006742012.tif 000002
【００１３】
但し、上記の（１）式において、ｎ及びｎ１は、前記マスターデータが有する前記移動距離データであり、ｎは、前記移動距離ｄよりも短い第ｎの移動距離データであり、ｎ１は、前記移動距離ｄよりも長い第ｎ１の移動距離データであり、ｍ及びｍ１は、前記マスターデータが有する前記温度データであり、ｍは、前記第ｎの移動距離データに対応する第ｍの温度データであり、ｍ１は、前記第ｎ１の移動距離データに対応する第ｍ１の温度データである。
【００１４】
［４］上記発明において、前記演算装置は、複数の前記マスターデータを備えたデータベースを備えており、前記複数のマスターデータは、前記アスファルト混合物の種類又は前記ミキサの回転速度ごとに、前記移動距離データと前記温度データとが対応付けられていてもよい。
【００１６】
［５］上記発明において、前記画像解析部は、前記アスファルト混合物に含まれる前記骨材の輝度又はサイズに基づいて、前記骨材を特徴点として抽出してもよい。
【００１７】
［６］本発明に係るアスファルトプラントは、アスファルトと骨材とを混合してアスファルト混合物を製造するアスファルトプラントであって、前記アスファルトと前記骨材とを混合するミキサと、上記のアスファルト混合物の温度測定システムと、を備えている。
【００１８】
［７］本発明に係るアスファルト混合物の温度測定方法は、ミキサによりアスファルトと骨材とを混合してアスファルト混合物を製造するアスファルトプラントにおいて、前記ミキサ内の前記アスファルト混合物の温度を測定する温度測定方法であって、前記ミキサ内の前記アスファルト混合物を撮像装置によって所定の時間間隔で撮像する第１のステップと、前記撮像装置によって撮像された複数の撮像画像のうちの一の撮像画像から、画像解析部によって前記アスファルト混合物内の前記骨材を特徴点として抽出し、前記一の撮像画像以降に撮像された複数の撮像画像において前記特徴点を追跡する第２のステップと、前記特徴点の追跡結果に基づいて、前記特徴点の所定時間あたりの移動距離ｄを演算する第３のステップと、演算された前記移動距離ｄに基づいて、前記移動距離ｄが長くなるほど前記アスファルト混合物の温度ｔが高くなるように、前記温度ｔを演算する第４のステップと、を備えている。
【００２０】
［８］上記発明において、前記第４のステップは、演算された前記移動距離ｄと、予め備えているマスターデータと、に基づいて、前記アスファルト混合物の温度を演算するステップを含み、前記マスターデータは、予め実測された前記特徴点の所定時間あたりの移動距離である移動距離データと、予め実測された前記アスファルト混合物の温度である温度データとを含み、前記マスターデータは、前記移動距離データが長いほど、前記温度データが高くなるように、前記移動距離データと前記温度データとが対応付けられており、前記ステップは、前記マスターデータから、演算された前記移動距離ｄに対応する前記移動距離データを特定し、特定した前記移動距離データに対応付けられている前記温度データに基づいて、前記アスファルト混合物の温度ｔを演算してもよい。
【００２２】
［９］上記発明において、前記第４のステップは、下記式（２）に基づいて前記移動距離ｄに対応する前記アスファルト混合物の温度ｔを算出してもよい。
【００２３】
【数２】
0006742012.tif 000003
【００２４】
但し、上記の（２）式において、ｎ及びｎ１は、前記マスターデータが有する前記移動距離データであり、ｎは、前記移動距離ｄよりも短い第ｎの移動距離データであり、ｎ１は、前記移動距離ｄよりも長い第ｎ１の移動距離データであり、ｍ及びｍ１は、前記マスターデータが有する前記温度データであり、ｍは、前記第ｎの移動距離データに対応する第ｍの温度データであり、ｍ１は、前記第ｎ１の移動距離データに対応する第ｍ１の温度データである。
【００２５】
［１０］上記発明において、前記マスターデータとして、複数のマスターデータを備えており、前記複数のマスターデータは、前記アスファルト混合物の種類又は前記ミキサの回転速度ごとに、前記移動距離データと前記温度データとが対応付けられていてもよい。
【００２７】
［１１］上記発明において、前記第２のステップにおいて、前記複数の撮像画像のうちの一の撮像画像から、前記アスファルト混合物内の特徴点を抽出するステップは、前記アスファルト混合物に含まれる前記骨材の輝度又はサイズに基づいて、前記骨材を特徴点として抽出してもよい。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、アスファルト混合物を撮像装置により撮像するので、スポット温度計に比べて粉塵や水蒸気、汚れの付着による影響を受けにくい。また、アスファルト混合物の特徴点の所定時間あたりの移動距離ｄ、すなわち、アスファルト混合物の粘度に基づいて温度を測定することができるので、サーモグラフィで表面温度を測定する場合よりも精度よく温度を測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】図１は、本発明の実施形態に係るアスファルトプラント及び温度測定システムの構成を示す概略図である。
【図２】図２（ａ）は、図１に示す撮像装置により撮像したミキサ内のアスファルト混合物のフレーム画像を示し、図２（ｂ）は、図２（ａ）のフレーム画像から数フレーム後のフレーム画像を示す説明図である。
【図３】図３は、図１に示すマスターデータの構成を示す表である。
【図４】図４は、図１に示す温度測定システムの処理手順を示すフローチャートである。
【図５】図５は、図１に示す混合槽の側面に設けた開口部からアスファルト混合物を撮像する構成を示す断面図である。
【図６】図６は、図１に示す混合槽の側面に設けた窓部からアスファルト混合物を撮像する構成を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１に示すように、アスファルトプラント１は、新規骨材供給部２、再生骨材供給部３、石粉供給部４、アスファルト供給部５、添加剤供給部６、ミキサ７、温度測定システム８及び測定結果管理装置９等を備えている。新規骨材供給部２は新規骨材を、再生骨材供給部３は再生骨材を、石粉供給部４は石粉を、アスファルト供給部５は新規アスファルトを、添加剤供給部６は再生用添加剤を、各々、ミキサ７に供給する。ミキサ７は、供給された新規骨材、再生骨材、石粉、新規アスファルト及び再生用添加剤を混合してアスファルト混合物を製造する。温度測定システム８は、アスファルトプラント１で製造されたアスファルト混合物の出荷温度を測定する。測定結果管理装置９は、アスファルト混合物の温度の測定結果を管理する。アスファルトプラント１で製造されたアスファルト混合物は、トラック１０に積載され、道路の工事現場へ運搬される。なお、図１中において、骨材、石粉、新規アスファルト、添加剤等の流れを実線で示し、画像データや制御信号等の流れを破線で示す。
【００３１】
新規骨材供給部２は、ホットビン２１及び新規骨材計量槽２２を有する。新規骨材とは、アスファルト混合物の骨材としては未使用の砕石や砂等である。ホットビン２１には、特に図示しないドライヤ及びスクリーン等を経由して、新規骨材が供給される。ホットビン２１の内部は、例えば、５つの区画に分割されており、各々の区画は、貯蔵ビン２１ａを構成する。新規骨材は、ドライヤによって加熱して乾燥された後、スクリーンによって粒度に応じた分類ごとにふるい分けられ、粒度に応じた分類ごとに５つの貯蔵ビン２１ａのいずれかに貯蔵される。
【００３２】
各々の貯蔵ビン２１ａに貯蔵された新規骨材は、適宜、貯蔵ビン２１ａの放出口２１ｂが開状態となることにより、新規骨材計量槽２２に放出される。新規骨材計量槽２２に投入された新規骨材は、新規骨材計量槽２２に設けられた計量装置（図示せず）によって累積的に計量される。新規骨材計量槽２２に投入された新規骨材の重量が目標量に達したら、ホットビン２１は、新規骨材計量槽２２からの指示を受けて、各々の貯蔵ビン２１ａの放出口２１ｂを閉状態とする。そして、新規骨材計量槽２２によって計量された新規骨材は、ミキサ７に供給される。
【００３３】
再生骨材供給部３は、サージビン３１及び再生骨材計量槽３２を有している。再生骨材とは、舗装廃材等に含まれる骨材をリサイクルして利用するものであり、骨材と、当該骨材に付着した旧アスファルトとから構成される。サージビン３１には、舗装廃材を破砕機により破砕し、再生ドライヤにより加熱して乾燥させた再生骨材が供給される。サージビン３１は、保温機能を備えており、再生ドライヤで加熱された再生骨材を保温した状態で貯蔵する。サージビン３１に貯蔵された再生骨材は、適宜、サージビン３１の放出口３１ａが開状態となることにより、再生骨材計量槽３２に放出される。再生骨材計量槽３２に投入された再生骨材は、再生骨材計量槽３２に設けられた計量装置（図示せず）によって計量される。再生骨材計量槽３２に投入された再生骨材の重量が目標量に達したら、サージビン３１は、再生骨材計量槽３２からの指示を受けて放出口３１ａを閉状態とする。そして、再生骨材計量槽３２によって計量された再生骨材は、ミキサ７に供給される。
【００３４】
石粉供給部４は、石粉サイロ４１及び石粉計量槽４２を有する。石粉は、アスファルト混合物の粘度を高め、かつ骨材としてアスファルト混合物の空隙を充填する。石粉サイロ４１に貯蔵された石粉は、石粉サイロ４１の放出口４１ａが開状態となることにより、石粉計量槽４２に放出される。石粉計量槽４２に投入された石粉は、石粉計量槽４２に設けられた計量装置（図示せず）によって計量される。石粉計量槽４２に投入された石粉の重量が目標量に達したら、石粉サイロ４１は、石粉計量槽４２からの指示を受けて、石粉サイロ４１の放出口４１ａを閉状態とする。そして、石粉計量槽４２によって計量された石粉は、ミキサ７に供給される。
【００３５】
アスファルト供給部５は、アスファルトタンク５１及びアスファルト計量槽５２を有する。保温機能を有するアスファルトタンク５１に貯蔵された新規アスファルトは、アスファルトタンク５１の放出口５１ａが開状態となることにより、アスファルト計量槽５２に放出される。アスファルト計量槽５２に投入された新規アスファルトは、アスファルト計量槽５２に設けられた計量装置（図示せず）によって計量される。アスファルト計量槽５２に投入された新規アスファルトの重量が目標量に達したら、アスファルトタンク５１は、アスファルト計量槽５２からの指示を受けて、アスファルトタンク５１の放出口５１ａを閉状態とする。そして、アスファルト計量槽５２によって計量された新規アスファルトは、ミキサ７に供給される。
【００３６】
添加剤供給部６は、添加剤タンク６１及び添加剤計量槽６２を有する。添加剤は、再生骨材に含まれる劣化した旧アスファルトの針入度等を回復する。添加剤タンク６１に貯蔵された再生用添加剤は、添加剤タンク６１の放出口６１ａが開状態となることにより、添加剤計量槽６２に放出される。添加剤計量槽６２に投入された再生用添加剤は、添加剤計量槽６２に設けられた計量装置（図示せず）によって計量される。添加剤計量槽６２に投入された再生用添加剤の重量が目標量に達したら、添加剤タンク６１は、添加剤計量槽６２からの指示を受けて、添加剤タンク６１の放出口６１ａを閉状態とする。そして、添加剤計量槽６２によって計量された再生用添加剤は、ミキサ７に供給される。なお、添加剤供給部６が、添加剤計量槽６２に代えて、再生用添加剤の流量を計測する流量計を備えていてもよく、この流量計を用いてミキサ７に供給する再生用添加剤を計量してもよい。
【００３７】
ミキサ７は、混合槽７１と、混合槽７１内で回転駆動される一対の混合羽根７２とを備えている。混合槽７１は、新規骨材供給部２、再生骨材供給部３、石粉供給部４、アスファルト供給部５及び添加剤供給部６から投入された新規骨材、再生骨材、石粉、新規アスファルト及び再生用添加剤を貯留する。一対の混合羽根７２は、水平方向において平行に配置されており、回転軸の外周に設けられた羽根により、新規骨材、再生骨材、石粉、新規アスファルト及び再生用添加剤を混合槽７１内で混ぜ合わせ、アスファルト混合物を製造する。混合槽７１の下部には、開閉自在な放出口７１ａが設けられており、この放出口７１ａは、アスファルト混合物の出荷時に開放される。
【００３８】
アスファルトは、温度に応じて粘度が変化する。アスファルトを主体とするアスファルト混合物も温度に応じて粘度が変化し、温度が低いほど粘度が高くなる。アスファルトプラント１から出荷されたアスファルト混合物は、道路に敷きならすのに適した粘度が得られるように、所定の敷きならし温度（例えば、１１０°Ｃ以上）で道路に敷きならされる。そのため、アスファルト混合物を出荷する際には、季節や天候、工事現場までの輸送時間等に基づいてアスファルト混合物の温度低下を予測し、アスファルト混合物が工事現場に輸送されて、道路への敷きならしが開始されるときに所定の敷きならし温度となるように出荷温度が設定される。アスファルト混合物の出荷温度は、混合される再生骨材、新規骨材及びアスファルトの温度によって調整される。
【００３９】
アスファルト混合物の温度測定システム８は、アスファルト混合物の出荷温度として、ミキサ７内のアスファルト混合物の温度を測定する。これにより、出荷前にアスファルト混合物の温度を測定することができるので、出荷温度が不適正なアスファルト混合物の出荷を防ぐことができる。また、出荷前のアスファルト混合物の温度を測定することで、アスファルトプラント１の異常を早期発見することができる。例えば、測定した温度が設定した出荷温度よりも低い場合、あるいは高い場合には、新規骨材供給部２または再生骨材供給部３のドライヤの故障や、ホットビン２１、サージビン３１及びアスファルトタンク５１等の保温機能の故障等を早期発見することができる。
【００４０】
温度測定システム８は、画像処理技術を用いて、ミキサ７内のアスファルト混合物の粘度から温度を測定するシステムであり、撮像装置８１及び演算装置８２を備えている。撮像装置８１は、モノクロ画像又はカラー画像の動画撮影に対応した、いわゆるデジタルカメラである。撮像装置８１は、例えば、１秒間に６０フレーム（６０ｆｐｓ）の高速動画撮影が可能なデジタルカメラであり、ミキサ７の斜め上方から混合槽７１内のアスファルト混合物を撮像する。撮像装置８１と演算装置８２とは、有線又は無線によって接続されており、撮像された動画は、逐次に撮像装置８１から演算装置８２に出力される。なお、撮像装置８１のフレームレートは、上記の６０ｐｔｓに限定されず、任意の値とすることができる。例えば、撮像装置８１が、１秒間に１２０フレーム（１２０ｆｐｓ）の動画を撮像可能であってもよい。
【００４１】
演算装置８２は、画像解析部８２１と、温度演算部８２２と、データベース８２３と、を備えている。画像解析部８２１は、撮像装置８１から入力された動画の各フレーム画像に対して画像解析処理を行う。温度演算部８２２は、画像解析部８２１の画像解析処理の結果に基づいて、アスファルト混合物の流動速度を演算し、流動速度に基づいてアスファルト混合物の温度を演算する。データベース８２３は、温度演算部８２２によるアスファルト混合物の温度の演算に用いられる複数のマスタ−データ８２３１〜８２３ｎを格納している。
【００４２】
画像解析部８２１は、画像解析処理として、撮像装置８１から入力された複数のフレーム画像のうちの一のフレーム画像から、アスファルト混合物内の特徴点を抽出する。また、画像解析部８２１は、特徴点を抽出した一のフレーム画像以降のフレーム画像において、特徴点を追跡する。画像解析部８２１は、アスファルト混合物内の特徴点として、輝度又はサイズ等に基づいて、新規骨材又は再生骨材を特徴点として抽出する。具体的には、特に限定されないが、フレーム画像内で周囲の部分よりも輝度が高く、かつ、サイズが大きな骨材を特徴点として抽出する。なお、画像解析部８２１が抽出及び追跡するアスファルト混合物内の特徴点は、新規骨材又は再生骨材が有する特徴的な要素であれば、上記の輝度やサイズに限定されない。
【００４３】
フレーム画像から骨材を特徴点として抽出して追跡する画像解析処理としては、例えば、顔認識アルゴリズムを骨材向けに改良したものや、Ｒ−ＣＮＮ（Ｒｅｇｉｏｎｓ  ｗｉｔｈ  ＣＮＮ  ｆｅａｔｕｒｅｓ）や、ＹＯＬＯ（Ｙｏｕ  Ｏｎｌｙ  Ｌｏｏｋ  Ｏｎｃｅ）、ＳＳＤ（Ｓｉｎｇｌｅ  Ｓｈｏｔ  ＭｕｌｔｉＢｏｘ  Ｄｅｔｅｃｔｏｒ）等の既存の物体検知アルゴリズムを用いることができる。或いは、フレーム画像から骨材を特徴点として抽出して追跡する画像解析処理に、物体検知アルゴリズム以外のアルゴリズムを用いてもよい。
【００４４】
図２（ａ）は、撮像装置８１により撮像された動画のフレーム画像Ｆ１を示し、図２（ｂ）は、フレーム画像Ｆ１の数フレーム後に撮像されたフレーム画像Ｆ２を示している。図２（ａ）及び図２（ｂ）において、２点鎖線で示す２本の線Ｌ１、Ｌ２は、一対の混合羽根７２、７２の回転軸の中心を示している。一対の混合羽根７２、７２は、線Ｌ１、Ｌ２を中心に回転して、新規骨材、再生骨材、石粉、新規アスファルト及び再生用添加剤を混合する。符号Ｂ１で示す矩形の枠は、画像解析処理によってアスファルト混合物の流動速度を測定する際に用いる測定範囲枠を示している。この測定範囲枠Ｂ１のフレーム画像内における位置及び大きさは、画像解析部８２１によって予め設定されている。また、符号Ｂ２で示す矩形の枠は、画像解析部８２１により抽出されたアスファルト混合物の特徴点Ｆｐを示す検出枠である。
【００４５】
画像解析部８２１は、図２（ａ）に示すように、上述した物体検知アルゴリズムを用いて、フレーム画像Ｆ１の測定範囲枠Ｂ１の中央付近から特徴点Ｆｐを抽出する。画像解析部８２１は、アスファルトプラント１の作業者が、演算装置８２のディスプレイ等によって特徴点Ｆｐの検出状況を確認する際に、特徴点Ｆｐの位置を分かりやすくするために、検出枠Ｂ２をフレーム画像Ｆ１に重畳して表示する。画像解析部８２１は、フレーム画像Ｆ１以降に撮像されたフレーム画像においても特徴点Ｆｐの抽出を継続し、図２（ｂ）に示すように、特徴点Ｆｐが測定範囲枠Ｂ１から出るまで追跡を行う。
【００４６】
なお、図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すフレーム画像Ｆ１，Ｆ２は一例に過ぎず、特にこれに限定されない。例えば、画像解析部８２１が、フレーム画像の測定範囲枠の中央以外の部分から特徴点Ｆｐを抽出してもよい。また、図２（ｂ）に示す例ではフレーム画像Ｆ２において特徴点Ｆｐが左右方向に移動しているが、フレーム画像における特徴点Ｆｐの移動方向も特に限定されない。例えば、撮像装置８１の姿勢によっては、フレーム画像において特徴点Ｆｐが上下方向に移動する場合もある。
【００４７】
温度演算部８２２は、アスファルト混合物の流動速度として、特徴点Ｆｐの追跡結果に基づいて、特徴点Ｆｐの所定時間あたりの移動距離を演算する。具体的には、温度演算部８２２は、測定範囲枠Ｂ１内で検出した特徴点Ｆｐが測定範囲枠Ｂ１から出るまでを１セクションとし、この１セクション中のフレーム数と、１セクション中の特徴点Ｆｐの移動ピクセル数とに基づいて、１フレームあたりの特徴点Ｆｐの移動距離、すなわち所定時間（１／６０秒）あたりの移動距離（ピクセル数）を演算する。なお、この所定時間（１／６０秒）は、撮像装置８１のフレームレート（本実施形態では６０ｆｐｓ）に依存する。より具体的には、温度演算部８２２は、測定範囲枠Ｂ１内で検出された特徴点Ｆｐが測定範囲枠Ｂ１から出るまでのフレーム数をＦｓ、このフレームＦｓの間に特徴点ＦｐがＸ軸方向に移動したピクセル数をＸ、Ｙ軸方向に移動したピクセル数をＹとし、以下の数式（３）を用いて特徴点Ｆｐの１フレームあたりの移動距離ｄを求める。
【００４８】
【数３】
0006742012.tif 000004
【００４９】
例えば、図２（ａ）のフレーム画像Ｆ１で検出された特徴点Ｆｐが、図２（ｂ）のフレーム画像Ｆ２で測定範囲枠Ｂ１から出るまでのフレーム数を６フレームとする。また、この６フレームの間に、特徴点ＦｐがＸ軸方向に移動したピクセル数を１２０ピクセル、Ｙ軸方向に移動したピクセル数を４４ピクセルとする。この場合、特徴点Ｆｐの１フレームあたりの移動距離は、上記数式（３）から２１．３ピクセルとなる。
【００５０】
温度演算部８２２は、特徴点Ｆｐの１フレームあたりの移動距離ｄに基づいてアスファルト混合物の温度ｔを演算する。具体的には、温度演算部８２２は、先ず、データベース８２３から、製造中のアスファルト混合物の種類及びミキサ７の回転速度に適合するマスターデータを複数のマスターデータ８２３１〜８２３ｎの中から選択する。このマスターデータ８２３１〜８２３ｎには、図３に示すように、１フレームあたりの特徴点Ｆｐの移動距離データと、アスファルト混合物の温度データとが登録されており、この移動距離データと、アスファルト混合物の温度データとは対応付けられている。このマスターデータ８２３１〜８２３ｎは、アスファルト混合物の種類と、ミキサ７の回転速度との組み合わせごとに予め実測されたデータであり、特徴点Ｆｐの移動距離データが長いほど、すなわち、アスファルト混合物の粘度が低いほどアスファルト混合物の温度データが高くなっている。なお、このマスターデータ８２３１〜８２３ｎは、撮像装置８１と同じフレームレートを有する撮像装置を用いて実測される。そして、温度演算部８２２は、選択したマスターデータ（例えば、図３のマスターデータ）を参照し、特徴点Ｆｐの移動距離ｄが２３．６ピクセルのときには、アスファルト混合物の温度ｔが１８０°Ｃであると特定する。また、移動距離ｄが１９．５ピクセルのときには、アスファルト混合物の温度ｔが１３０°Ｃであると特定する。
【００５１】
なお、特徴点Ｆｐの移動距離ｄが選択したマスターデータに登録されていない場合には、温度演算部８２２は、先ず、マスターデータから、移動距離ｄよりも短い移動距離データｎと、この移動距離データｎに対応する温度データｍと、移動距離ｄよりも長い移動距離データｎ１と、この移動距離データｎ１に対応する温度データｍ１とを抽出する。次いで、下記の数式（４）を用いて、移動距離ｄに対応するアスファルト混合物の温度ｔを演算する。なお、数式（４）は、本発明の数式（１）、（２）に相当する。
【００５２】
【数４】
0006742012.tif 000005
【００５３】
但し、上記の（４）式において、ｎ及びｎ１は、マスターデータに登録されている１フレームあたりの特徴点Ｆｐの移動距離のデータであり、ｎは、演算された移動距離ｄよりも短い第ｎの移動距離データであり、ｎ１は、当該移動距離ｄよりも長い第ｎ１の移動距離データである。また、ｍ及びｍ１は、マスターデータに登録されているアスファルト混合物の温度のデータであり、ｍは、第ｎの移動距離データに対応する第ｍの温度データであり、ｍ１は、第ｎ１の移動距離データに対応する第ｍ１の温度データである。
【００５４】
例えば、特徴点Ｆｐの１フレームあたりの移動距離ｄが、上記数式（３）で求めた２１．３ピクセルである場合、図３に示すマスターデータから、移動距離ｄよりも短い移動距離データｎは２１．２ピクセル、この移動距離データｎに対応する温度データｍは１５０°Ｃ、移動距離ｄよりも長い移動距離データｎ１は２１．９ピクセル、この移動距離データｎ１に対応する温度データｍ１は１６０°Ｃとなる。マスターデータから求めたこれらの値を上記の数式（４）に代入して演算すると、移動距離ｄに対応するアスファルト混合物の温度ｔは、１５１．４°Ｃとなる。
【００５５】
測定結果管理装置９は、いわゆるパーソナルコンピュータと、パーソナルコンピュータに接続されたディスプレイと、キーボード及びマウス等の入力装置と、プリンタ等から構成されている。測定結果管理装置９は、温度測定システム８から出力されたアスファルト混合物の温度ｔを、製造ロット番号等と対応付けた出荷温度としてデータ管理プログラムにより管理し、ユーザの操作に応じて管理している出荷温度等のデータをディスプレイに表示する。また、測定結果管理装置９は、アスファルト混合物を出荷する際に、アスファルト混合物の種類と、出荷量と、出荷温度等が記載された出荷伝票を印刷する。出荷伝票は、アスファルト混合物とともに工事現場に納入される。
【００５６】
次に、図４に示すフローチャートを参照しながら、本実施形態の作用について説明する。ミキサ７は、新規骨材供給部２、再生骨材供給部３、石粉供給部４、アスファルト供給部５及び添加剤供給部６から、新規骨材、再生骨材、石粉、新規アスファルト及び再生用添加剤が供給されると、一対の混合羽根７２、７２を回転させて混合し、アスファルト混合物を製造する。温度測定システム８は、ミキサ７による混合開始から所定時間が経過したら、撮像装置８１により混合槽７１内のアスファルト混合物の撮像を開始する（ステップＳ１）。撮像装置８１により撮像されたアスファルト混合物の動画は、逐次に演算装置８２に出力される。
【００５７】
演算装置８２の画像解析部８２１は、撮像装置８１から入力された動画の複数のフレーム画像のうちの一のフレーム画像から、アスファルト混合物内の特徴点Ｆｐを抽出する。また、画像解析部８２１は、特徴点Ｆｐを抽出した一のフレーム画像以降のフレーム画像において、特徴点Ｆｐを追跡する（ステップＳ２）。なお、一つのフレーム画像から異なる複数の特徴点Ｆｐを抽出して、当該複数の特徴点Ｆｐをそれぞれ追跡してもよい。或いは、複数のフレーム画像から異なる特徴点Ｆｐをそれぞれ抽出し、当該複数の特徴点Ｆｐをそれぞれ追跡してもよい。
【００５８】
温度演算部８２２は、測定範囲枠Ｂ１内で検出した特徴点Ｆｐが測定範囲枠Ｂ１から出るまでを１セクションとし、この１セクション中のフレーム数と、１セクション中の特徴点Ｆｐの移動ピクセル数とに基づいて、上記の数式（３）により、１フレームあたりの特徴点Ｆｐの移動距離、すなわち所定時間（１／６０秒）あたりの移動距離ｄ（ピクセル数）を演算する（ステップＳ３）。なお、上述のステップＳ２において複数の特徴点Ｆｐを追跡した場合には、このステップＳ３において、当該複数の特徴点Ｆｐの移動距離の平均値を移動距離ｄとしてもよい。
【００５９】
温度演算部８２２は、データベース８２３から選択したマスターデータを参照して、特徴点Ｆｐの１フレームあたりの移動距離ｄに対応するアスファルト混合物の温度ｔを特定する（ステップＳ４）。特徴点Ｆｐの移動距離ｄが選択したマスターデータに登録されていない場合には、温度演算部８２２は、上記の数式（４）を利用して、移動距離ｄに対応するアスファルト混合物の温度ｔを演算する。なお、上述のステップＳ２において複数の特徴点Ｆｐを追跡した場合には、このステップＳ４において、各特徴点Ｆｐの移動距離ｄから求めた温度のうち、最高温度又は最低温度をアスファルト混合物の温度ｔとして特定してもよいし、各特徴点Ｆｐの移動距離ｄから求めた温度の平均を求め、この平均値をアスファルト混合物の温度ｔとしてもよい。
【００６０】
演算装置８２は、アスファルト混合物の温度ｔの測定結果を測定結果管理装置９に出力する。測定結果管理装置９は、温度測定システム８から出力されたアスファルト混合物の出荷温度を、製造ロット番号等と対応付けた出荷温度としてデータ管理プログラムにより管理する。また、測定結果管理装置９は、アスファルト混合物の種類と、アスファルト混合物の出荷量と、出荷温度等が記載された出荷伝票を印刷する（ステップＳ５）。出荷伝票は、トラック１０に積載されたアスファルト混合物とともに工事現場に納入される。
【００６１】
以上で説明したように、本実施形態のアスファルト混合物の温度測定システム、温度測定方法及びアスファルトプラント１によれば、ミキサ７内のアスファルト混合物を撮像する撮像装置８１と、撮像装置８１によって撮像された動画に基づいて、アスファルト混合物の温度ｔを演算する演算装置８２と、を備えており、演算装置８２は動画の各フレーム画像に対して画像解析処理を行う画像解析部８２１と、画像解析部８２１の画像解析処理の結果に基づいて、アスファルト混合物の流動速度を演算し、流動速度に基づいてアスファルト混合物の温度ｔを演算する温度演算部８２２と、を備えている。このように、アスファルト混合物を撮像装置８１により撮像するので、従来のスポット温度計に比べて粉塵や水蒸気、汚れの付着による影響を受けにくくなる。また、アスファルト混合物の流動速度、すなわち、アスファルト混合物の粘度に基づいて温度ｔを測定することができるので、サーモグラフィで表面温度を測定する場合よりも精度よく温度ｔを測定することができる。
【００６２】
また、本実施形態によれば、画像解析部８２１は、複数のフレーム画像のうちの一のフレーム画像から、アスファルト混合物内の特徴点Ｆｐを抽出し、一のフレーム画像以降に撮像された複数のフレーム画像において特徴点Ｆｐを追跡し、温度演算部８２２は、アスファルト混合物の流動速度として、特徴点Ｆｐの追跡結果に基づいて、特徴点Ｆｐの所定時間あたりの移動距離ｄを演算し、演算された移動距離ｄに基づいて、アスファルト混合物の温度ｔを演算する。このように、アスファルト混合物内の特徴点Ｆｐを抽出して追跡することで、アスファルト混合物の流動速度と、この流動速度に基づくアスファルト混合物の温度ｔとを精度よく演算することができる。
【００６３】
さらに、本実施形態によれば、演算装置８２は、特徴点Ｆｐの所定時間あたりの移動距離である移動距離データと、当該移動距離データに対応付けられたアスファルト混合物の温度である温度データと、を有するマスターデータ８２３１〜８２３ｎを備えており、温度演算部８２２は、演算された移動距離ｄと、マスターデータ８２３１〜８２３ｎとに基づいて、アスファルト混合物の温度を演算する。このように、マスターデータ８２３１〜８２３ｎを予め備えているので、特徴点Ｆｐの移動距離ｄからすぐにアスファルト混合物の温度ｔを特定することができる。また、このマスターデータ８２３１〜８２３ｎでは、移動距離データが長いほど温度データが高くなっているので、アスファルト混合物の温度特性に応じた温度測定を精度よく行うことができる。
【００６４】
また、本実施形態によれば、温度演算部８２２は、上記式（４）に基づいて移動距離ｄに対応するアスファルト混合物の温度ｔを算出する。これにより、マスターデータに登録されていない移動距離ｄであっても、アスファルト混合物の温度ｔを精度よく演算することができる。
【００６５】
さらに、本実施形態によれば、演算装置８２は、複数のマスターデータ８２３１〜８２３ｎを備えたデータベース８２３を備えており、複数のマスターデータ８２３１〜８２３ｎは、アスファルト混合物の種類又はミキサ７の回転速度ごとに、移動距離データと温度データとが対応付けられている。周知のように、アスファルト混合物は、使用するアスファルトの種類や、骨材等との混合割合、添加剤の添加量等によって、温度に対する粘度の特性が異なっている。また、アスファルト混合物の流動速度は、ミキサ７の回転速度にも依存する。そのため、アスファルト混合物の種類又はミキサ７の回転速度ごとに複数のマスターデータ８２３１〜８２３ｎを備えることにより、より精度よくアスファルト混合物の温度を測定することができる。
【００６６】
さらに、本実施形態によれば、アスファルト混合物の特徴点Ｆｐとして、アスファルト混合物に含まれる骨材を用いるので、アスファルト混合物に特徴点となるような異物を混入する必要はなく、異物混入によるアスファルト混合物の品質低下も発生しない。また、画像解析部８２１は、アスファルト混合物に含まれる骨材の輝度又はサイズに基づいて、骨材を特徴点Ｆｐとして抽出するので、特徴点Ｆｐの追跡が行いやすくなる。
【００６７】
なお、上記実施形態では、撮像装置８１として、高速動画撮影が可能なデジタルカメラを用いたが、これに代えて、１秒間に６０枚程度の静止画が連写可能なデジタルカメラを用いてもよい。この場合には、画像解析部８２１により各撮像画像を画像解析処理し、特徴点Ｆｐを抽出して追跡する。
【００６８】
また、ミキサ７の斜め上方から撮像装置８１によりアスファルト混合物を撮像したが、図５に示すように、混合槽７１の側面の上部に開口部７１ｂを形成し、この開口部７１ｂを通してアスファルト混合物を撮像してもよい。また、図６に示すように、混合槽７１の側面の上部に、開口７１ｂに透明部材７１ｃを嵌合した窓部７１ｄを形成し、この窓部７１ｄを通してアスファルト混合物を撮像してもよい。透明部材７１ｃは、可視光が透過可能な部材であり、例えば、ガラス、プラスチック、アクリル、レジン、塩化ビニール樹脂、ポリスチレン、ポリカーボネイト、ポリスチレン、ハイブリッドガラス等を用いることができる。本実施形態では、透明部材７１ｃは、強化ガラスで構成されている。また、透明部材７１ｃは、これに限定されず、赤外線が透過可能な材料であってもよい。これらによれば、ミキサ７への骨材の投入時に発生する粉塵や、骨材とアスファルトとの混合時に発生する水蒸気等による撮像装置８１への悪影響を小さくすることができる。
【００６９】
また、特徴点Ｆｐが測定範囲枠Ｂ１から出るまでを１セクションとして説明したが、撮像装置８１の画角によっては、撮像装置８１の撮像範囲から特徴点Ｆｐが出るまでを１セクションとしてもよい。すなわち、測定範囲枠Ｂ１を設けずに、画面から特徴Ｆｐが消失するまでを１セクションとしてもよい。
【００７０】
さらに、新規骨材と再生骨材とを混合する混合ラインを備えたアスファルトプラント１に、温度測定システム８を設ける例について説明したが、特にこれに限定されない。例えば、新規骨材のみのラインに温度測定システム８を適用してもよい。
【符号の説明】
【００７１】
１…アスファルトプラント
２…新規骨材供給部
３…再生骨材供給部
４…石粉供給部
５…アスファルト供給部
６…添加剤供給部
７…ミキサ
７１…混合槽
７２…混合羽根
８…温度測定システム
８１…撮像装置
８２…演算装置
８２１…画像解析部
８２２…温度演算部
８２３…データベース
８２３１〜８２３ｎ…マスターデータ
９…測定結果管理装置
【要約】
【課題】粉塵や水蒸気等の影響を受けずに、アスファルト混合物の温度を精度よく測定することができるアスファルト混合物の温度測定システム、アスファルトプラント及びアスファルト混合物の温度測定方法を提供する。
【解決手段】ミキサ７によりアスファルトと骨材とを混合してアスファルト混合物を製造するアスファルトプラント１において、ミキサ７内のアスファルト混合物の温度ｔを測定する温度測定システム８は、ミキサ７内のアスファルト混合物を所定の時間間隔で撮像する撮像装置８１と、撮像装置８１によって撮像された複数の撮像画像に基づいて、アスファルト混合物の温度を演算する演算装置８２と、を備えており、演算装置８２は、複数の撮像画像に対して画像解析処理を行う画像解析部８２１と、画像解析部８２１の画像解析処理の結果に基づいて、アスファルト混合物の流動速度を演算し、流動速度に基づいてアスファルト混合物の温度ｔを演算する温度演算部８２２と、を備えている。
【選択図】  図１【図１】
0006742012.tif 000007
【図２】
0006742012.tif 000008
【図３】
0006742012.tif 000009
【図４】
0006742012.tif 000010
【図５】
0006742012.tif 000011
【図６】
0006742012.tif 000012