JP2015143139A - ごみピット内の攪拌状態検出装置及びごみピット内の攪拌状態検出方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ごみピット内でのごみの攪拌状態をより正確に知ることができるごみ攪拌状態検出装置を提供することを目的とする。
【解決手段】ごみピット１内を撮影する撮影手段１１と、ごみピット画像を取得する画像取得部１３と、画像取得部１３から入力されたごみピット画像において予め選択される基準色と同一色であると判断される色相の画素を抽出するとともに、抽出された画素の連結成分を一つの領域とした同一色領域を抽出する同一色領域選択部１４と、同一色領域選択部１４から入力された同一色領域の個数Ｎ及びそれらの面積Ｓ_ｉの平均Ｓ_ｂを攪拌度パラメータとしてそれぞれ算出する攪拌度パラメータ算出部１５と、攪拌度パラメータ算出部１５から入力された攪拌度パラメータと攪拌度パラメータごとに予め設定された閾値γ_ｎとをそれぞれ比較することによって攪拌状態を判定する攪拌状態判定部１６とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、ごみ焼却設備におけるごみピット内に搬入されたごみの攪拌状態を検出するためのごみ攪拌状態検出装置及びごみ攪拌状態検出方法に関する。

ごみ焼却設備にはごみピットが設けられており、ごみ搬送車からのごみは、一旦、ごみピット内に貯留される。そして、このごみは、ごみピット内で天井クレーンからのバケットにより、焼却炉内での燃焼が効率良く行われるように、ごみ質が均一となるように攪拌されている。

ところで、最近、ごみピット内でのごみの攪拌作業の自動化が進んでいるとともに、自動化によるごみの攪拌状態の評価方法も提案されている（例えば、特許文献１参照）。
この評価方法は、簡単に言うと、バケットの開閉信号を基に、ごみがどこに落下して堆積したかをモデル化することで、ごみの攪拌度を評価する方法である。

特許第５１８５１９７号

しかし、上述した特許文献１のごみ攪拌評価方法では、クレーンのバケットの開閉信号に基づき、ごみがどこに落下したかを判断することにより、ごみの攪拌度合いを計測している。この評価方法では、バケットを開いてごみを落下させると、その場所で円形状にごみが広がって落下するとともに、バケットによりごみを掴むと、その場所でのごみが円形状に取り除かれるとの仮定に基づいている。言い換えれば、ごみのばら撒き具合をすべて計算により算出しているため、実際のごみの動きと合致せず、誤差が大きいので、ごみの攪拌状態が正確に判らないという問題がある。

そこで、本発明は、ごみピット内でのごみの攪拌状態をより正確に知ることができるごみ攪拌状態検出装置及びごみ攪拌状態検出方法を提供することを目的とする。

本発明のごみ攪拌状態検出装置は、ごみ焼却設備におけるごみピット内の攪拌状態を検出するごみピットの攪拌状態検出装置であって、
ごみピット内を撮影する撮影手段と、前記撮影手段から得たごみピット画像を用いて攪拌状態を判定する攪拌度検出部とから構成され、
前記攪拌度検出部は、前記ごみピット画像を取得する画像取得部と、
前記画像取得部から入力された前記ごみピット画像において予め選択される基準色と同一色であると判断される色相の画素を抽出するとともに、抽出された前記画素の連結成分を一つの領域とした同一色領域を抽出する同一色領域選択部と、
前記同一色領域選択部から入力された前記同一色領域の個数及びそれらの面積の平均を攪拌度パラメータとしてそれぞれ算出する攪拌度パラメータ算出部と、
前記攪拌度パラメータ算出部から入力された前記攪拌度パラメータと前記攪拌度パラメータごとに予め設定された閾値とをそれぞれ比較することによって攪拌状態を判定する攪拌状態判定部とを備えることを特徴とするものである。

また、このごみ攪拌状態検出装置において、基準色としてごみ収集用の風袋に着色された色が選択されることが好ましい。
そして、このごみ攪拌状態検出装置の攪拌度パラメータ算出部において、同一色領域の面積の分散を攪拌度パラメータとしてさらに算出することが好ましい。

さらに、このごみ攪拌状態検出装置の攪拌度パラメータ算出部において、同一色領域の個数を前記同一色領域の面積の総和で割った値を攪拌度パラメータとしてさらに算出することが好ましい。

本発明のごみ攪拌状態検出方法は、ごみ焼却設備におけるごみピット内の攪拌状態を検出するごみピットの攪拌状態検出方法であって、
前記ごみピット内を撮影手段により撮影したごみピット画像において、予め選択される基準色と同一色であると判断される色相の画素を抽出するとともに、抽出された前記画素の連結成分を一つの領域とした同一色領域を選択した後、
攪拌度パラメータとして前記同一色領域の個数及びそれらの面積の平均を算出するとともに、前記攪拌度パラメータと前記攪拌度パラメータごとに予め設定された閾値とをそれぞれ比較することによって攪拌状態を判定することを特徴とする。

また、このごみ攪拌状態検出方法において、基準色としてごみ収集用の風袋に着色された色が選択されることが好ましい。
そして、このごみ攪拌状態検出方法において、同一色領域の面積の分散を攪拌度パラメータとしてさらに算出することが好ましい。

さらに、このごみ攪拌状態検出方法において、同一色領域の個数を前記同一色領域の面積の総和で割った値を攪拌度パラメータとしてさらに算出することが好ましい。

本発明のごみピット内の攪拌状態検出装置及び攪拌状態検出方法によれば、実際のごみピット内の基準色のばら撒き具合を反映した攪拌度パラメータを求めることによって、実際のごみの攪拌状態を正確に把握することができる。したがって、自動運転化されたクレーンを実際の攪拌状態に応じて的確に制御することができる。また、ひいては、ごみの安定した燃焼の維持及び的確な燃焼制御が可能となる。

本発明の実施例に係るごみ焼却設備の概略構成を示す断面図である。 同実施例に係る攪拌状態検出装置のブロック構成図である。 クレーンによる攪拌作業を行う前に取得した同実施例に係るごみピット内の様子を示す画像であり、（ａ）はごみピット内を撮影手段により撮影した画像であり、（ｂ）は（ａ）の画像から同一色領域を抽出した画像である。 ５回目の攪拌作業直後に取得した同実施例に係るごみピット内の様子を示す画像であり、（ａ）はごみピット内を撮影手段により撮影した画像であり、（ｂ）は（ａ）の画像から同一色領域を抽出した画像である。 同一色領域の個数と攪拌回数との関係を示す図である。 同一色領域の面積の平均と攪拌回数との関係を示す図である。 同一色領域の面積の分散と攪拌回数との関係を示す図である。 ばら撒き度と攪拌回数との関係を示す図である。

［実施例］
本発明に係る実施例のごみピット内の攪拌状態検出装置及び攪拌状態検出方法について、図１〜図８を用いて説明する。

攪拌状態検出装置は、ごみ焼却設備のごみピット１に設けられる。したがって、まずは、本発明に係るごみ焼却設備について概略を図１を用いて説明する。ごみ焼却設備は、ごみ収集車Ｓから投入されたごみ収集用の風袋Ｆ（以下、ごみ風袋Ｆと称することがある。）を攪拌しながら一時的に貯留するごみピット１と、ごみピット１に併設されてごみピット１にて攪拌されたごみＧを燃焼する焼却炉２とで構成されている。

図１に示すように、ごみピット１の天井には天井走行クレーン３（以下、単にクレーン３と称することがある。）が設けられ、天井走行クレーン３には、天井走行クレーン３上を走行する横行台車４が載置され、横行台車４にはバケット５に繋がったワイヤー６を巻き上げる巻上げ機７が載置されている。つまり、バケット５は、ごみピット１内において、横行台車４の走行によって水平方向に移動され、巻き上げ機７でワイヤー６を巻き上げることによって上下方向に移動される。

ごみピット１の側壁部１ａには、ごみピット１内を監視し得るとともにクレーン３を操作する操作室８が設けられている。
以下、本発明の実施例に係るごみピット内の攪拌状態検出装置について、図１〜図３を用いて詳しく説明する。

本発明における「攪拌」とは、図１に示すように、ごみピット１に投入されたごみ風袋Ｆがバケット５により一定量把持されて所定高さに持ち上げられた後、所定高さでのバケット５の開放によりごみ風袋Ｆが落下され、破袋されることによって、風袋Ｆ中のごみＧがばら撒かれることを指す。したがって、ごみ攪拌状態検出装置は、このようなごみピット１内の攪拌状態を任意の基準色に着目してそれらが所望の状態まで散らばったかどうかを検出するものである。基準色とは、例えばごみ収集用の風袋Ｆなどの攪拌作業において着目する物の色である。

図２に示すように、ごみ攪拌状態検出装置１０は、ごみピット１内を撮影する撮影手段１１と、撮影手段１１から得たごみピット画像を用いて攪拌状態を判定する攪拌度検出部１２とから構成されている。撮影手段１１としては、ＣＣＤカメラやＣＭＯＳカメラなどの撮影カメラが用いられる。撮影手段１１は、図１に示すように、ごみピット１内全体すなわち図１のＡ−Ａ矢視図が得られるように撮影することが可能な位置、例えば操作室８の下などに取り付けられていることが好ましい。

図２に示すように、攪拌度検出部１２は、ごみピット画像を取得する画像取得部１３と、画像取得部１３で取得したごみピット画像が入力されて、ごみピット画像において基準色と同一色であると判断される領域すなわち同一色領域を抽出する同一色領域選択部１４と、同一色領域選択部１４で同一色領域が抽出されたごみピット画像が入力されて攪拌度パラメータを算出する攪拌度パラメータ算出部１５と、攪拌度パラメータ算出部１５で求められた攪拌度パラメータが入力されて攪拌状態を判定する攪拌状態判定部１６とから構成されている。

画像取得部１３は、撮影手段１１にて撮影されたごみピット画像を取得する。図３（ａ）は取得したごみピット画像の一例である。撮影されたごみピット画像の画素の大きさは任意に調整することができ、例えば撮像素子を複数集めた大きさで決定される。

同一色領域選択部１４は、図２に示すように、基準色とごみピット画像が入力され、ごみピット画像を少なくとも色相を成分として有する任意の色空間に変換して、基準色と同一色であると判断される色相の画素を抽出する基準色選択部１４ａと、基準色選択部１４ａから入力された基準色相と同一色相と判断される画素が抽出されたごみピット画像において連結成分を抽出する連結成分抽出部１４ｂと、連結成分抽出部１４ｂから入力された連結成分が抽出された画像から連結成分以外と連結成分との２階調に変換する二値化処理部１４ｃと、二値化処理部１４ｃから入力された二値化されたごみピット画像から連結成分が所定の画素数以下のものをノイズとして除去するノイズ除去部１４ｄと、ノイズ除去部１４ｄから入力されたノイズが除去されたごみピット画像から残った連結成分をそれぞれラベル付けするラべリング部１４ｅとで構成されている。

基準色選択部１４ａにおいて、任意に選択された基準色の色相（基準色相）を求め、任意の色空間に変換されたごみピット画像における基準色相の画素を抽出し、基準色相と同一と判断される画素が抽出されたごみピット画像及び基準色相を出力する。なお、図３（ａ）にて濃いハッチングで示す部分が抽出された画素である。ここで、基準色相は基準色と同一であると判断される類似色を含む範囲とされる。この基準色相の範囲は、例えば、基準色の色相の値に対して任意に（より具体的にはオペレータの視覚的な判断により）設定される±αの範囲として決定される。また、任意の色空間としては、例えば、色相（Ｈｕｅ）・彩度（Ｓａｔｕｒａｔｉｏｎ）・明度（Ｖａｌｕｅ）の３つの成分で表すＨＳＶ色空間や、色相（Ｈｕｅ）・彩度（Ｓａｔｕｒａｔｉｏｎ）・輝度（Ｌｉｇｈｔｎｅｓｓ）の３つの成分で表すＨＬＳ色空間などが用いられる。そして、基準色には例えばごみ収集用の風袋Ｆの色が用いられる。ただし、透明色は透明度によっては風袋Ｆ内のごみＧの色が透過されるため、また黒及び白は色相が正確に定まらない色であるため、これらは基準色としては除外することが好ましい。また、基準色相の入力には、操作室８のオペレータから入力デバイスを介して対話的に入力された色情報（例えばＲＧＢ値、ＣＭＹＫ値及び色相等）を用いてもよいし、予めデータベース等に格納された色情報を用いてもよい。例えば、オペレータが、操作室８の制御パネルに表示されたごみピット画像からマウスを用いて基準色としたい領域を選択して入力し、この入力された領域から基準色相を抽出するように設計するか、又はオペレータが基準色としたいＲＧＢ値を入力し、この入力されたＲＧＢ値から基準色相を求めるように設計するとなおよい。

連結成分抽出部１４ｂにおいて、基準色選択部１４ａから入力された基準色相及び基準色相と同一であると判断された画素が抽出されたごみピット画像を用いて、抽出された画素のうち連結している部分を連結成分として少なくとも１つの塊に分けられる。具体的には、例えば、着目画素を中心とした周辺８画素（８近傍画素）又は着目画素を中心とした周辺のうち斜め方向の画素を除いた４画素（４近傍画素）のうち少なくとも１つが抽出された画素である場合、それらを連結成分と決定し、１つの塊とする。このように連結成分が抽出されたごみピット画像を二値化処理部１４ｃへ出力する。

二値化処理部１４ｃにおいて、連結成分抽出部１４ｂから入力された連結成分が抽出されたごみピット画像の連結成分の輝度（彩度）を１（白）とし、それ以外の画素（連結成分以外）の輝度（彩度）を０（黒）として２階調に変換し、二値化画像にする。この二値化されたごみピット画像をノイズ除去部１４ｄへ出力する。

ノイズ除去部１４ｄにおいて、二値化処理部１４ｃから入力された二値化されたごみピット画像における連結成分のうち、所定の画素数以下であるものを除外するため、閾値β以下の画素数の連結成分の輝度（彩度）を０（黒）に変換するような処理（例えば収縮処理等）が行われる。ノイズ除去されたごみピット画像をラべリング部１４ｅへ出力する。

ラべリング部１４ｅにおいては、ノイズ除去されたごみピット画像における連結成分ごとに同一のラベルを付与することで塊を区別したごみピット画像を攪拌度パラメータ算出部１５へ出力する。図３（ｂ）がラベルが付与された画像の一例である。ここでは、ラべルをハッチングの種類に対応させて可視化して示している。すなわち、ラベル付けされた連結成分が同一色領域である。

攪拌度パラメータ算出部１５は、図２に示すように、ラベル付けされたごみピット画像において、同一色領域の個数を算出する個数算出部１５ａと、同一色領域の面積を算出する面積算出部１５ｂと、個数算出部１５ａ及び面積算出部１５ｂから入力された個数および面積を用いて同一色領域の面積の平均を算出する面積平均算出部１５ｃと、個数算出部１５ａ、面積算出部１５ｂ及び面積平均算出部１５ｃから入力された個数、面積及び面積の平均を用いて同一色領域の面積の分散を算出する面積分散算出部１５ｄと、個数算出部１５ａ及び面積算出部１５ｂから入力された個数及び面積を用いて同一色領域の個数を面積の合計値で割った値（以下、便宜上、これをばら撒き度と称する。）を算出するばら撒き度算出部１５ｅとで構成されている。

攪拌度パラメータ算出部１５での演算について詳しく説明する。
まず、個数算出部１５ａにて、同一色領域の個数Ｎが求められ、面積算出部１５ｂにて各同一色領域の面積Ｓ_ｉ（ｉ＝０，１，２，…Ｎ−１）が求められる。ここで、面積Ｓ_ｉは各同一色領域の画素数を算出することにより求められる。算出された個数Ｎ及び面積Ｓ_ｉは、面積平均算出部１５ｃ、面積分散算出部１５ｄ及びばら撒き度算出部１５ｅへそれぞれ出力される。

面積平均算出部１５ｃでは、個数算出部１５ａにて求めた個数Ｎ及び面積算出部１５ｂにて求めた面積Ｓ_ｉを用いて下記式（１）にて、攪拌度パラメータの１つである面積の平均（相加平均）Ｓ_ｂ（以下、下記式（１）の左項に表記された記号の代わりにＳ_ｂを用いる。）を算出する。求められた面積の平均Ｓ_ｂは面積分散算出部１５ｄ及び攪拌状態判定部１６へそれぞれ出力される。

面積分散算出部１５ｄでは、個数算出部１５ａにて求めた個数Ｎ、面積算出部１５ｂにて求めた面積Ｓ_ｉ及び面積平均算出部１５ｃにて求めた面積Ｓ_ｉの平均Ｓ_ｂを用いて、下記式（２）にて、攪拌度パラメータの１つである面積の分散（母分散）値σ^２を算出する。求められた面積の分散σ^２は攪拌状態判定部１６へ出力される。

ばら撒き度算出部１５ｅでは、個数算出部１５ａにて求めた個数Ｎ、面積算出部１５ｂにて求めた面積Ｓ_ｉを用いて、下記式（３）にて、攪拌度パラメータの１つであるばら撒き度Ｎ_ｈ（以下、下記式（３）の左項に表記された記号の代わりにＮ_ｈ用いる。）を算出する。ばら撒き度Ｎ_ｈは、同一色領域の個数Ｎを面積Ｓ_ｉの総和で割ったもの、言い換えれば、同一色領域の個数Ｎと同一色領域の面積Ｓ_ｉの総和との比を求めたものであり、基準色がごみピット１内にどれだけ散らばったかを示す独自の指標である。すなわち、全同一色領域における同一色領域の混み合いの程度を示し、一般的に攪拌回数が増えると、同一色領域の個数Ｎが増加するとともに各同一色領域の面積Ｓ_ｉが減少するという傾向に着目したものである。したがって、ばら撒き度Ｎ_ｈは、その値が大きくなるほど攪拌状態が良好であることを示し、その値が小さくなるほど攪拌状態が不良であることを示す。求められたばら撒き度Ｎ_ｈは攪拌状態判定部１６へ出力される。

攪拌状態判定部１６は、個数算出部１５ａ、面積平均算出部１５ｃ、面積分散算出部１５ｄ及びばら撒き度計算部１５ｅから入力された４つの攪拌度パラメータ（個数Ｎ、面積の平均Ｓ_ｂ、面積の分散σ^２、ばら撒き度Ｎ_ｈ）に対してそれぞれ予め設定される所定の（例えば実験などで予め決定される）閾値γ_ｎ（ｎ＝１，２，３，４ これらは、上記各攪拌パラメータにこの順に対応する。）と攪拌度パラメータとを比較することで、攪拌状態を検出する。所望の比較結果が得られるまで、クレーン３へ攪拌を指示する攪拌信号を、画像取得部１３へごみピット画像の取得を指示する画像取得信号をそれぞれ出力し、そして所望の比較結果が得られたときには、クレーン３へ攪拌を停止する攪拌停止指示を出力するとともに、画像取得部１３へ画像取得停止指示を出力する。また、例えば、攪拌状態を良から不良までの数段階に分類し、この比較結果からいずれの段階に属するかを判定した攪拌状態の判定信号を操作室８の制御パネルに表示して、オペレータにフィードバックしてもよい。

本発明のごみピット１内の攪拌状態検出装置１０によれば、実際のごみピット１内の基準色のばら撒き具合を反映した攪拌度パラメータを求めることによって、実際のごみＧの攪拌状態を正確に把握することができる。したがって、自動運転化されたクレーン３を実際の攪拌状態に応じて的確に制御することができる。また、ひいては、ごみＧの安定した燃焼の維持及び的確な燃焼制御が可能となる。

また、本発明の攪拌状態検出装置１０によれば、基準色としてごみ風袋Ｆに着色された色を用いるため、攪拌度パラメータはごみ風袋Ｆの破袋具合も反映することができる。したがって、破袋されていないごみ風袋Ｆが焼却炉２に送られることを防ぐことができ、ごみＧの安定した燃焼を維持することができる。

以下、ごみ攪拌状態検出方法について図３〜図８を用いて説明する。
本実施例のごみ攪拌状態検出方法は、概して、ごみ焼却設備におけるごみピット１内の攪拌状態を検出するごみピット１の攪拌状態検出方法であって、ごみピット１内を撮影手段１１により撮影したごみピット画像において、予め選択される基準色と同一色であると判断される色相の画素を抽出するとともに、抽出された画素の連結成分を一つの領域とした同一色領域を選択した後、攪拌度パラメータとして同一色領域の個数Ｎ及びそれらの面積Ｓ_ｉの平均Ｓ_ｂを算出するとともに、攪拌度パラメータと攪拌度パラメータごとに予め設定された閾値とをそれぞれ比較することによって攪拌状態を判定するものである。なお、所望の判定結果となるまで、画像取得から攪拌状態の判定までの作業を繰り返し行う。

すなわち、撮影手段１１にて撮影されたごみピット画像を、攪拌度検出部１２の画像取得部１３へ取得する。クレーン３による攪拌作業を行う前に取得した画像（すなわち初期画像）を図３（ａ）に示す。

次に、基準色選択部１４ａに基準色データを色相に変換し、画像取得部１３にて取得されたごみピット画像を少なくとも色相を有する色空間に変換し、基準色相とごみピット画像上の各画素の色相とを比較し、図３（ａ）にて濃いハッチングで示すように、基準色相±αの範囲を同一色であると判断し、色相がその範囲内にある画素を抽出する。

次に、同一色であると判断された画素を抽出したごみピット画像から、連結成分抽出部１４ｂにて連結成分を抽出し、少なくとも一つの塊に分けられる。
次に、二値化処理部１４ｃにおいて、連結成分が抽出されたごみピット画像に対して、連結成分の輝度を白（１）にそれ以外の画素の輝度を黒（０）として二値化する。

次に、ノイズ除去部１４ｄにて、二値化されたごみピット画像に対して所定の面積以下の連結成分すなわちノイズを除去する。
次に、図３（ｂ）に示すように、ノイズ除去部１４ｄにてノイズ除去されたごみピット画像に対して、連結成分ごとに同一のラベル（同一のハッチングで図示する）を付与することで塊を区別してラべリングする。

そして、攪拌度パラメータ算出部１５にて、ばら撒き具合を測る客観的指標として、複数の攪拌度パラメータが求められる。攪拌度パラメータとしては、具体的には、同一色領域の個数Ｎと、同一色領域の各面積Ｓ_ｉと、同一色領域の面積Ｓ_ｉの平均Ｓ_ｂと、同一色領域の面積Ｓ_ｉの分散σ^２と、ばら撒き度Ｎ_ｈがある。ここで、同一色領域の各面積Ｓ_ｉは、各同一色領域の画素数であり、同一色領域の面積Ｓ_ｉの平均Ｓ_ｂとは、全同一色領域における画素の総和を同一色領域の個数Ｎで割ったものであり、同一色領域の面積Ｓ_ｉの分散σ^２とは各面積Ｓ_ｉと面積Ｓ_ｉの平均Ｓ_ｂとの差の２乗の総和を同一色領域の個数Ｎで割ったものであり、ばら撒き度Ｎ_ｈとは、同一色領域の個数Ｎを同一色領域の面積Ｓ_ｉの総和で割ったものである。

その後、これらの攪拌度パラメータと閾値γ_ｎとを比較して、所望の攪拌状態となるまで、クレーン３で攪拌作業をしたのち、新たに画像を取得し、その画像に対して再び攪拌度パラメータを求めて攪拌状態を判定することを繰り返す。例として、図４（ａ）に５回目の攪拌作業直後に取得した画像を示し、図４（ｂ）に５回目の攪拌作業直後に取得した画像に対してラべリングした画像を示す。図３（ｂ）と図４（ｂ）とを目視で比べると、図４（ｂ）の方が、対象となる画素の散らばりが大きくなっていることが分かる。

ここで、攪拌回数と各攪拌度パラメータとの関係について図５〜図８を用いて説明する。０〜５回攪拌した直後のごみピット１を撮影して得られたごみピット画像について各攪拌度をそれぞれ求めた。０回攪拌とは、すなわち攪拌していない状態をいう。

図５には、同一色領域の個数Ｎと攪拌回数との関係を示す。攪拌回数が増えるほど同一色領域の個数Ｎは増加している。すなわち、これは、攪拌回数が増えると基準色の風袋Ｆがクレーン３の攪拌作業によってより細かく破袋されていることを示していると考えられる。

図６には、同一色領域の面積の平均と攪拌回数との関係を示す。攪拌回数が増えるほど同一色領域の面積Ｓ_ｉの平均Ｓ_ｂは小さくなっている。すなわち、これは攪拌回数が増えると平面視で確認できる基準色の風袋Ｆが少なくなるため、各同一色領域の面積Ｓ_ｉが小さくなるということを示していると考えられる。

図７には、同一色領域の面積Ｓ_ｉの分散σ^２と攪拌回数との関係を示す。攪拌回数が増えるほど同一色領域の面積Ｓ_ｉの分散σ^２は小さくなっている。ここで、これは、攪拌回数が増えるに連れてばら撒き具合が不良になっていることを示すのではないことに注意されたい。すなわち、上記のとおり、攪拌回数が増えるにつれて同一色領域の個数Ｎが増えるとともに各同一色領域の面積Ｓ_ｉ及びその平均Ｓ_ｂが減少するため、上記（２）式に照らせば、攪拌回数が増えれば分散σ^２が小さくなることが分かる。

図８には、ばら撒き度Ｎ_ｈと攪拌回数との関係を示す。攪拌回数が増えるほど、同一色領域のばら撒き度Ｎ_ｈは大きくなっている。すなわち、上記のとおり攪拌回数が増えると、同一色領域の個数Ｎが増えるとともに、面積Ｓ_ｉの総和が小さくなるため、上記（３）式に照らせば、ばら撒き度Ｎ_ｈは大きくなることが分かる。

このように、各攪拌度パラメータと攪拌回数とに相関関係が見られることが確認された。この相関関係を利用すれば、例えば、上述のとおり攪拌度パラメータに閾値γ_ｎ（ｎ＝１，２，３，４）を設け、閾値γ_ｎを基準に攪拌状態を良か不良かに判定することができる。

具体的な攪拌状態の判定としては、例えば、同一色領域の個数Ｎが閾値γ_１以上でかつ同一色領域の面積平均Ｓ_ｂが閾値γ_２以下である場合か、又はばら撒き度Ｎ_ｈが閾値γ_４以上である場合に、攪拌状態を良と判定し、それ以外の場合を不良と判定するような方法が用いられる。さらに、より厳しい判定基準が求められる場合には、攪拌状態を良と判定する上記２条件の他に、付加的に同一色領域の面積の分散σ^２が閾値γ_３以下である場合という条件を併せて用いてもよい。また、攪拌状態判定部１６にて良と判定された場合にはクレーン３の攪拌作業を停止するようにし、不良と判定された場合にはクレーン３の攪拌作業が行われる。また、例えば、攪拌状態を良から不良までの数段階に分類し、この比較結果からいずれの段階に属するかを判定した攪拌状態の判定信号を操作室８の制御パネルに表示して、オペレータにフィードバックしてもよい。

本発明のごみピット１内の攪拌状態検出方法によれば、実際のごみピット１内の基準色のばら撒き具合を反映した攪拌度パラメータを求めることによって、実際のごみＧの攪拌状態を正確に把握することができる。したがって、自動運転化されたクレーン３を実際の攪拌状態に応じて的確に制御することができる。また、ひいては、ごみＧの安定した燃焼の維持及び的確な燃焼制御が可能となる。

また、本発明の攪拌状態検出方法によれば、特定の色としてごみ風袋Ｆに着色された色を用いるため、攪拌度パラメータはごみ風袋Ｆの破袋具合も反映することができる。したがって、破袋されていないごみ風袋Ｆが焼却炉２に送られることを防ぐことができ、ごみＧの安定した燃焼を維持することができる。

１ ごみピット
１ａ 側壁部
２ 焼却炉
３ 天井走行クレーン（クレーン）
４ 横行台車
５ バケット
６ ワイヤー
７ 巻き上げ機
８ 操作室
１０ ごみ攪拌状態検出装置
１１ 撮影手段
Ｇ ごみ
Ｓ ごみ収集車

Claims (8)

1. ごみ焼却設備におけるごみピット内の攪拌状態を検出するごみピットの攪拌状態検出装置であって、
   ごみピット内を撮影する撮影手段と、前記撮影手段から得たごみピット画像を用いて攪拌状態を判定する攪拌度検出部とから構成され、
   前記攪拌度検出部は、前記ごみピット画像を取得する画像取得部と、
   前記画像取得部から入力された前記ごみピット画像において予め選択される基準色と同一色であると判断される色相の画素を抽出するとともに、抽出された前記画素の連結成分を一つの領域とした同一色領域を抽出する同一色領域選択部と、
   前記同一色領域選択部から入力された前記同一色領域の個数及びそれらの面積の平均を攪拌度パラメータとしてそれぞれ算出する攪拌度パラメータ算出部と、
   前記攪拌度パラメータ算出部から入力された前記攪拌度パラメータと前記攪拌度パラメータごとに予め設定された閾値とをそれぞれ比較することによって攪拌状態を判定する攪拌状態判定部とを備えることを特徴とするごみピット内の攪拌状態検出装置。
2. 基準色としてごみ収集用の風袋に着色された色が選択されることを特徴とする請求項１に記載のごみピット内の攪拌状態検出装置。
3. 攪拌度パラメータ算出部において、同一色領域の面積の分散を攪拌度パラメータとしてさらに算出することを特徴とする請求項１又は２に記載のごみピット内の攪拌状態検出装置。
4. 攪拌度パラメータ算出部において、同一色領域の個数を前記同一色領域の面積の総和で割った値を攪拌度パラメータとしてさらに算出することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のごみピット内の攪拌状態検出装置。
5. ごみ焼却設備におけるごみピット内の攪拌状態を検出するごみピットの攪拌状態検出方法であって、
   前記ごみピット内を撮影手段により撮影したごみピット画像において、予め選択される基準色と同一色であると判断される色相の画素を抽出するとともに、抽出された前記画素の連結成分を一つの領域とした同一色領域を選択した後、
   攪拌度パラメータとして前記同一色領域の個数及びそれらの面積の平均を算出するとともに、前記攪拌度パラメータと前記攪拌度パラメータごとに予め設定された閾値とをそれぞれ比較することによって攪拌状態を判定することを特徴とするごみピット内の攪拌状態検出方法。
6. 基準色としてごみ収集用の風袋に着色された色が選択されることを特徴とする請求項５に記載のごみピット内の攪拌状態検出方法。
7. 同一色領域の面積の分散を攪拌度パラメータとしてさらに算出することを特徴とする請求項５又は６に記載のごみピット内の攪拌状態検出方法。
8. 同一色領域の個数を前記同一色領域の面積の総和で割った値を攪拌度パラメータとしてさらに算出することを特徴とする請求項５乃至７のいずれか一項に記載のごみピット内の攪拌状態検出方法。

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