JP2019137551A - 情報処理装置、情報処理方法、および情報処理プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】ごみ質を正確に評価する。【解決手段】情報処理装置（１）は、ごみピット内でごみが撹拌されたときに、撹拌前後のごみの画像から当該撹拌の実効度を判定する実効度判定部（１１５）と、撹拌されたごみのごみ質の評価を更新するにあたり、上記実効度に応じてごみ質の評価の変更度合いを調整するごみ質更新部（１１６）と、を備えている。【選択図】図１

Description

本発明は、ごみピット内に堆積されたごみのごみ質を評価する情報処理装置等に関する。

ごみ焼却施設では、運び込まれたごみをごみピット内に一旦蓄積し、蓄積したごみを順次焼却炉に送り込んで焼却している。運び込まれたごみには、燃えやすいものも、水分を多く含む燃えにくいものもあるため、安定したごみの焼却のためには、ごみピット内でごみを撹拌して均質化することが重要である。

このため、均質な撹拌を実現するための技術の開発が従来から進められている。例えば下記の特許文献１には、ごみの撹拌回数を演算し、その撹拌回数に基づいてごみの撹拌度合いを示す評価値を算出することが記載されている。

特開２０１０−２７５０６４号公報（２０１０年１２月９日公開）

しかしながら、撹拌回数には必ずしもごみ質が的確に反映されないという問題がある。例えば、撹拌においてはごみ袋を破ってごみをばらけさせることが重要であるが、同じ１回の撹拌であっても、大部分のごみ袋が破れることもあれば、破れないごみ袋が多く残ることもある。前者の場合はごみ質が大きく向上し、後者の場合はごみ質があまり向上しないが、特許文献１の技術では何れの場合も評価値は同じになってしまう。

本発明の一態様は、ごみ質を正確に評価することができる情報処理装置等を実現することを目的とする。

上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る情報処理装置は、ごみピット内に堆積されたごみのごみ質を、上記ごみピット内を区分した単位領域のそれぞれについて評価する情報処理装置であって、上記ごみピット内でごみが撹拌されたときに、撹拌前後のごみの画像から当該撹拌の実効度を判定する実効度判定部と、上記撹拌されたごみが投下された位置に対応する上記単位領域のごみ質の評価を更新するにあたり、上記実効度に応じて上記単位領域のごみ質の評価の変更度合いを調整する更新部と、を備えている。

また、上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る情報処理方法は、ごみピット内に堆積されたごみのごみ質を、上記ごみピット内を区分した単位領域のそれぞれについて評価する情報処理装置による情報処理方法であって、上記ごみピット内でごみが撹拌されたときに、撹拌前後のごみの画像から当該撹拌の実効度を判定する実効度判定ステップと、上記撹拌されたごみが投下された位置に対応する上記単位領域のごみ質の評価を更新するにあたり、上記実効度に応じて上記単位領域のごみ質の評価の変更度合いを調整する更新ステップと、を含む。

本発明の一態様によれば、ごみ質を正確に評価することができるという効果を奏する。

本発明の実施形態１に係る情報処理装置の要部構成の一例を示すブロック図である。 ごみ質情報の更新の概要を示す図である。 ごみの体積の算出方法の概要を示す図である。 ごみ層表面を撮像した画像と該画像からのエッジ抽出結果を示す図である。 撹拌動作時におけるごみ質の更新処理の一例を示すフローチャートである。

〔実施形態１〕
本発明の一実施形態に係る情報処理装置１について図１から図５に基づいて説明する。情報処理装置１は、ごみ焼却施設におけるごみの貯留設備であるごみピット内に堆積されたごみのごみ質を評価する機能を備えている。ごみ質は、一般的には、ごみの水分含量、ごみの灰分含量、ごみの可燃分含量、およびごみの低位発熱量などの要素に基づいて評価される。このうち、特に低位発熱量と水分含量（ごみの重量の６割程度を占める場合もある）は、ごみの燃えやすさへの影響が大きい。このため、ごみ質は、ごみの燃えやすさを評価する指標として用いることができる。本実施形態におけるごみ質の評価方法については後述する。このごみ焼却施設には、ごみピットと焼却炉の他に、ごみピット内のごみを運搬するクレーン等の設備を含んでいる。このごみ焼却施設は、ごみピットとクレーンと焼却炉とを少なくとも備えていればよく、その他にどのような設備を含むかは任意である。

〔装置構成〕
本実施形態に係る情報処理装置の構成を図１に基づいて説明する。図１は、情報処理装置１の要部構成の一例を示すブロック図である。また、同図では、情報処理装置１と関連する装置として、距離計２、撮像装置３、およびクレーン制御装置４についても図示している。

情報処理装置１は、距離計２、撮像装置３、およびクレーン制御装置４と通信可能である。これらの装置との通信は、有線通信であっても無線通信であってもよい。情報処理装置１は、例えばパーソナルコンピュータ等であってもよい。

距離計２は、ごみピット内の各所におけるごみ層の表面までの距離を計測し、計測結果を情報処理装置１に出力する。距離計２は、その計測結果から、ごみ層の表面形状を特定できるようなものであればよく、例えばレーザ距離計であってもよい。なお、図１では距離計２を１つのみ示しているが、複数の距離計２を用いてもよい。

撮像装置３は、ごみピット内を撮像し、撮像によって得られた画像を情報処理装置１に出力する。撮像装置３は、動画像を撮像するものであってもよいし、静止画像を撮像するものであってもよい。撮像装置３も距離計２と同様に複数設けてもよい。

クレーン制御装置４は、クレーンに制御信号を送信することにより、該クレーンを動作させる。また、クレーン制御装置４は、クレーンに対する動作制御の状態を示す動作信号を情報処理装置１に出力する。例えば、クレーン制御装置４は、クレーンにごみの撹拌動作を行わせる場合、撹拌動作の開始時に、撹拌動作を開始することを示す動作信号を出力する。また、該撹拌動作において、バケットにごみ掴み動作を行わせたときには、その旨およびごみ掴み位置を示す動作信号を出力し、ごみ放し動作を行わせたときには、その旨およびごみ放し位置を示す動作信号を出力する。

なお、撹拌動作とは、ごみピット内のごみをクレーンのバケットで掴み上げ、掴み上げたごみをごみピット内で放す動作である。この他、クレーンの代表的な動作として、積み替え動作、および投入動作が挙げられる。積み替え動作は、撹拌動作と同様に、ごみピット内のごみをクレーンのバケットで掴み上げ、掴み上げたごみをごみピット内で放す動作である。ただし、ごみをつかみ上げる位置がごみの搬入エリア（ごみ収集車から投入されたごみが最初に堆積する領域）であり、ごみを放す位置が上記搬入エリア外である点で撹拌動作と相違している。また、投入動作は、ごみピット内のごみをクレーンのバケットで掴み上げ、掴み上げたごみをごみホッパに投入する動作である。ごみホッパに投入されたごみは、焼却炉に送り込まれて焼却される。

情報処理装置１は、情報処理装置１の各部を統括して制御する制御部１１、情報処理装置１に対するデータ等の入力を受け付ける入力部１２、データを出力する出力部１３、および情報処理装置１が使用する各種データを格納する記憶部１４を備えている。また、情報処理装置１は、情報処理装置１が他の装置と通信するための通信部１５を備えている。図１では１つの通信部１５を介して距離計２、撮像装置３、およびクレーン制御装置４と通信する例を示しているが、通信相手装置毎に異なる通信部で通信する構成としてもよい。なお、入力部１２、出力部１３、記憶部１４、および通信部１５は、情報処理装置１の外部に設けられていてもよい。

また、制御部１１には、クレーン動作検出部１１１、表層形状特定部１１２、比重算出部１１３、画像取得部１１４、実効度判定部１１５、ごみ質更新部１１６、初期評価決定部１１７、高さ更新部１１８、領域決定部１１９、およびクレーン制御部１２０が含まれている。そして、記憶部１４には、ピット画像１４１およびごみ質情報１４２が記憶されている。

ピット画像１４１は、ごみピット内のごみを撮像した画像である。上述のように、撮像装置３がごみピット内のごみを撮像するので、情報処理装置１は通信部１５を介した通信により撮像装置３から撮像された画像を取得し、記憶部１４に記憶する。記憶された画像がピット画像１４１である。ピット画像１４１は、ごみピット内のごみの表面を少なくとも撮像したものであればよい。

ごみ質情報１４２は、ごみピット内を区分した単位領域のそれぞれについて、情報処理装置１が評価したごみ質を示す情報である。単位領域をどのように規定するかは任意であるが、本実施形態では、ごみピット内の略直方体状の空間を、幅方向、奥行き方向、および高さ方向に所定間隔で区分し、所定の幅、奥行き、および高さを有する直方体状の単位領域を規定する例を説明する。また、ごみ質情報１４２は、単位領域のそれぞれについて、当該単位領域の位置におけるごみの高さを示す情報を含む。ごみ質情報１４２については図２に基づいて後述する。

クレーン動作検出部１１１は、ごみピットにおいて、クレーンが所定の動作を開始することを検出すると共に、クレーンが所定の動作を行ったことを検出する。具体的には、クレーン動作検出部１１１は、クレーン制御装置４から受信する動作信号に基づいて、撹拌または積み替え動作が開始されることを判定する。また、クレーン動作検出部１１１は、クレーン制御装置４から受信する動作信号に基づいて、クレーンによりごみを掴む動作が行われたこと、およびクレーンによりごみを放す動作が行われたこと、ならびにそれらの動作が行われた位置を検出する。

表層形状特定部１１２は、ごみピット内に堆積されたごみ層の表面形状を特定する。具体的には、表層形状特定部１１２は、クレーンによるごみ掴み動作が行われた位置における表面形状を、当該ごみ掴み動作の前後それぞれについて特定する。本実施形態では距離計２の計測結果を用いて特定する例を説明する。なお、ごみ層の表面形状を特定する方法はこの例に限られず、例えばステレオカメラでごみ層表面を撮像した画像を解析することにより、ごみ層の表面形状を特定することもできる。

比重算出部１１３は、ごみピット内でごみが撹拌されたときに、撹拌されたごみの比重を算出する。具体的には、比重算出部１１３は、表層形状特定部１１２が特定した撹拌前後のごみ層の表面形状から、撹拌されたごみの体積を算出する。なお、体積の算出方法は図３に基づいて後述する。そして、比重算出部１１３は、算出した体積と撹拌されたごみの重量とから当該ごみの密度を算出し、算出した密度から当該ごみの比重を算出する。一般に、比重が大きいごみは燃えにくく、比重が小さいごみは燃えやすいため、比重はごみ質を評価する指標となる。ごみの重量を知得する方法は特に限定されず、例えばクレーンに重量センサを設け、該重量センサでごみ掴み前後におけるごみ掴み用のバケットの重量を計測し、それら計測値の差分をごみの重量としてもよい。

画像取得部１１４は、撹拌の実効度の判定に用いる画像を取得し、実効度判定部１１５に出力する。具体的には、画像取得部１１４は、ごみの撹拌動作が開始されるときに、ごみ掴み動作前におけるごみ掴み位置が写っている画像をピット画像１４１から取得し、取得した画像からごみ掴み位置の部分を切り出す。同様に、画像取得部１１４は、ごみ放し動作後におけるごみ放し位置が写っている画像をピット画像１４１から取得し、取得した画像からごみ放し位置の部分を切り出す。

実効度判定部１１５は、ごみピット内でごみが撹拌されたときに、撹拌前後のごみの画像から当該撹拌の実効度を判定する。撹拌の実効度とは、その撹拌が、撹拌されたごみの燃料としての適合度を向上させるのにどの程度実効性があったかを示す指標である。具体的には、実効度判定部１１５は、画像取得部１１４が切り出したごみ掴み位置の画像を解析して撹拌前のごみ質を評価する。同様に、実効度判定部１１５は、画像取得部１１４が切り出したごみ放し位置の画像を解析して撹拌後のごみ質を評価する。そして、実効度判定部１１５は、これらの評価結果の差から撹拌の実効度を判定する。なお、ごみ質の評価方法および実効度の判定方法については、図４に基づいて後述する。

ごみ質更新部１１６は、ごみピット内におけるごみの撹拌に応じて、撹拌されたごみが投下された位置のごみ質を更新する。また、ごみ質更新部１１６は、この更新にあたって、実効度判定部１１５が判定した実効度に応じてごみ質の評価の変更度合いを調整する。さらに、ごみ質更新部１１６は、この更新にあたって、比重算出部１１３が算出した比重に応じてごみ質の評価の変更度合いを調整する。これらの調整については、図２に基づいて後述する。

初期評価決定部１１７は、ごみピットに搬入されたごみについて、ごみ質の初期評価を決定する。より詳細には、初期評価決定部１１７は、搬入の曜日、搬入されたごみを収集した地域の天気、ごみの搬入車両が収集の対象とするごみ種、およびごみの収集地域が何れの地域であるか、の各要素に応じてごみ質の初期評価を決定する。そして、初期評価決定部１１７は、決定した初期評価をごみ質更新部１１６に通知し、これによりごみ質情報１４２が更新される。

搬入の曜日は、曜日ごとにごみ質に偏りがある場合に有用な要素である。初期評価決定部１１７は、ごみ質がよい傾向がある曜日には初期評価が高く、ごみ質が悪い傾向がある曜日には初期評価が低くなるように、ごみ質の初期評価を決定する。なお、曜日とごみ質との関係は予め特定しておけばよい。

搬入されたごみを収集した地域の天気は、ごみの乾燥具合に影響を与えるので、ごみ質の初期評価の決定に有用な要素である。初期評価決定部１１７は、ごみを収集した地域の天気が晴れや曇りである場合には初期評価が高く、雨天や雪等の場合には初期評価が低くなるように、ごみ質の初期評価を決定する。なお、天気の情報は情報処理装置１のユーザが入力部１２を介して入力してもよいし、情報処理装置１が通信部１５を介した通信により取得してもよい。

ごみの種類によって燃えやすさは当然異なるため、ごみの搬入車両が収集の対象とするごみ種も、ごみ質の初期評価の決定に有用な要素である。初期評価決定部１１７は、燃えやすいごみ種を収集する搬入車両が搬入したごみについては初期評価が高く、燃えにくいごみ種を収集する搬入車両が搬入したごみについては初期評価が低くなるように、ごみ質の初期評価を決定する。なお、搬入車両は、例えば搬入車両を撮像した画像を解析することによって特定することができる。また、搬入車両とごみ種との対応関係は予め特定しておけばよい。

ごみの収集地域が何れの地域であるかという要素は、地域ごとにごみ質に偏りがある場合に有用な要素である。初期評価決定部１１７は、ごみ質がよい傾向がある地域で収集されたごみの初期評価が高く、ごみ質が悪い傾向がある地域で収集されたごみの初期評価が低くなるように、ごみ質の初期評価を決定する。なお、搬入車両ごとに収集地域が決まっている場合、上述のようにして搬入車両を特定することにより、収集地域も特定可能である。また、地域とごみ質との関係は予め特定しておけばよい。

上記各要素の評価手法、および各要素の評価をごみ質の初期評価にどのように反映させるかは任意である。例えば、各要素について所定の評価基準に従って評価値を算出し、重み付けをした各評価値を足し合わせるという演算により、ごみ質の初期評価値を算出してもよい。また、上記各要素の全てではなく少なくとも何れかに基づいてごみ質の初期評価を決定してもよい。

高さ更新部１１８は、ごみ質情報１４２に示されるごみの高さを、距離計２の計測結果と整合するように更新する。具体的には、高さ更新部１１８は、ごみ質情報１４２に示されるごみの高さ分布と、距離計２の計測結果から特定したごみの高さ分布とを照合し、高さに差がある部分について、ごみ質情報１４２の高さを、距離計２の計測結果から特定した高さに更新する。高さ更新部１１８は、高さの更新を随時（例えば所定時間間隔で）行ってもよいし、クレーン動作検出部１１１がごみ掴み動作またはごみ放し動作を検出したときに行ってもよいし、これらの両方のタイミングで行ってもよい。

領域決定部１１９は、ごみピット内のごみを周期的にごみホッパに投入して焼却炉に送り込むにあたり、何れの領域のごみを投入するかを決定する。この際、領域決定部１１９は、ごみ質情報１４２を参照して、過去に投入を決定した領域のごみ質の評価と、新たに決定する領域のごみ質の評価との差異が所定範囲内となるように、投入の対象とする単位領域を決定する。

また、領域決定部１１９は、ごみ質の評価がごみホッパへの投入に関して予め定められた基準を満たす単位領域が複数ある場合に、当該複数の単位領域のうち、比重算出部１１３が算出した比重が相対的に小さいごみが投下された位置に対応する単位領域を、投入の対象の単位領域と決定する。なお、投入の対象とする単位領域の決定方法の詳細は後述する。

クレーン制御部１２０は、クレーンの動作を制御する。具体的には、クレーン制御部１２０は、クレーン制御装置４に対してクレーンの動作内容を通知することにより、クレーンの動作を制御する。例えば、クレーン制御部１２０は、領域決定部１１９が決定した単位領域の位置を、投入動作のごみ掴み位置としてクレーン制御装置４に通知する。これにより、クレーン制御装置４は、クレーンに上記位置でごみ掴み動作を行わせ、該動作で掴まれたごみをごみホッパに投入させる。

〔ごみ質情報の更新〕
図２に基づいてごみ質情報１４２の更新について説明する。図２は、ごみ質情報１４２の更新の概要を示す図である。なお、同図では、ごみ質情報１４２に含まれる各単位領域のデータのうち、ごみ層の表面に対応する１００の単位領域における高さとごみ質を示している。つまり、本例では、ごみピット内の空間をクレーンの横行方向に１０等分すると共に、同空間をクレーンの走行方向に１０等分して、上面視矩形の単位領域を規定している。また、図示していないが、ごみピット内の空間は、その底部から所定の高さ毎に、底面と平行な面で区分されており、各単位領域の高さは上記所定の高さとなっている。各単位領域の幅、奥行き、および高さは、適宜設定すればよく、例えばクレーンによる一掴みで高さが変化する領域の幅および高さと、一掴みで変化するごみの高さを基準として設定してもよい。例えば、クレーンによる一掴みで概ね１ｍ四方の領域のごみの高さが概ね０．５ｍ下がる場合、単位領域の幅、奥行き、および高さを１ｍ、１ｍ、０．５ｍとしてもよい。

ごみ質情報１４２におけるごみの高さは、距離計２の計測結果に基づいて高さ更新部１１８が更新する。例えば、図示のごみ質情報１４２の単位領域のうち、左上端の単位領域の高さは１０である。この単位領域について、距離計２の計測結果が、高さ＝１１であることを示していた場合、高さ更新部１１８はこれらの高さの差＝＋１を算出し、この差を更新前の高さに加算することにより更新する。つまり、更新によりこの単位領域は、高さ＝１１となる。

高さが増加することによって、これまでごみがなかった単位領域にごみがある状態となった場合、すなわち新たなごみがごみピット内に搬入された場合と、ごみが撹拌または積み替えされた場合に、その単位領域のごみ質をごみ質更新部１１６が更新する。新たなごみが搬入された場合には、初期評価決定部１１７がそのごみ質を評価するので、ごみ質更新部１１６はその評価結果に基づいて当該単位領域のごみ質を更新（新規に設定）する。

一方、撹拌の場合には、ごみ質更新部１１６は下記のようにして当該単位領域のごみ質を更新する。なお、以下では撹拌について説明するが積み替えの場合の更新も同様である。撹拌時の更新においては、ごみ質更新部１１６は、ごみの撹拌がどのように行われたかを示す撹拌情報と、比重算出部１１３が算出したごみの比重と、実効度判定部１１５がごみの外観に基づいて判定した撹拌の実効度とを加味する。上記撹拌情報は、具体的には、クレーン動作検出部１１１が検出したごみ掴み位置とごみ放し位置とを示す情報であり、例えば当該位置を特定する基準となる座標値であってもよい。例えば、クレーンの走行方向と横行方向とを座標軸とした座標系を設定し、ごみ放し位置またはごみ掴み位置の中心の座標値を撹拌情報としてもよい。

更新において、ごみ質更新部１１６は、まず、撹拌情報からごみ掴み位置に対応する単位領域と、ごみ放し位置に対応する単位領域を特定する。撹拌情報を座標値とした場合、その座標値を基準として単位領域を特定する。ごみ掴み位置に対応する単位領域を特定する場合、一掴みでどの程度の範囲のごみが掴まれるかに応じて単位領域を特定する。また、ごみ放し位置に対応する単位領域を特定する場合、落とされたごみがどの程度の範囲まで広がるかに応じて単位領域を特定する。

次に、ごみ質更新部１１６は、ごみ質情報１４２を参照して、ごみ掴み位置に対応する単位領域のごみ質を特定する。そして、ごみ質更新部１１６は、下記の数式により、ごみ質の変更度合いを算出する。なお、下記の数式において、ａ〜ｃは、重み付けのための係数である。

（ごみ質の変更度合い）＝ａ×（撹拌回数の増加に基づくごみ質の評価値）＋ｂ×（比重に基づくごみ質の評価値）＋ｃ×（実効度に基づくごみ質の評価値）
係数ａ〜ｃは、何れの評価値を重視するかに応じて適宜設定すればよい。また、各評価値はごみ質と相関した値であればよく、その算出方法は特に限定されない。例えば、撹拌回数の増加に基づくごみ質の評価値は、１回の撹拌につき＋１としてもよい。また、比重に基づくごみ質の評価値は、比重の値が所定の複数の範囲の何れに含まれるかに応じた値としてもよい。例えば、比重を、大、中、小の三段階で評価し、比重が大であれば燃えにくいと予想されるので評価値を負の値（例えば−０．５）とし、比重が小であれば燃えやすいと予想されるので評価値を正の値（例えば＋０．５）としてもよい。そして、比重が中に対応する評価値はそれらの中間の値（例えば０）としてもよい。また、実効度に基づく評価指数は、例えば、実効度を、大、小の二段階で評価し、実効度が大であれば評価指数を＋０．５、小であれば０としてもよい。

ごみ質更新部１１６は、以上のようにして算出したごみ質の変更度合いを、ごみ掴み位置に対応する単位領域のごみ質の値に加算して、撹拌されたごみのごみ質の値を算出する。そして、ごみ質更新部１１６は、ごみ放し位置における、ごみ放し動作の直前まで表層であった単位領域の直上の単位領域を特定し、その単位領域のごみ質を上記算出した値とする。なお、この単位領域の高さは、高さ更新部１１８によって特定される。

また、ごみ質更新部１１６は、必要に応じてごみ掴み位置に対応する単位領域におけるデータも更新する。例えば、ごみ掴み動作によって、ごみ掴み位置に対応する単位領域のごみが全て掴み取られた場合、その単位領域のごみ質および高さのデータを削除する。これにより、データを削除した単位領域の直下の単位領域がごみの表層に対応する単位領域となる。

〔ごみホッパに投入するごみの決定方法〕
領域決定部１１９は、図２に示したようなごみ質情報１４２を参照して、ごみをごみホッパに投入する投入作業におけるごみ掴み位置を、何れの単位領域とするかを決定する。この際、領域決定部１１９は、過去に投入を決定した領域のごみ質の評価と、新たに決定する領域のごみ質の評価との差異が所定範囲内となるように、投入の対象とする単位領域を決定する。例えば、過去の投入を直前の投入とし、上記所定範囲を±１の範囲とした場合、領域決定部１１９は、直前の投入作業について決定したごみ掴み位置のごみ質が７であれば、ごみ質が６〜８の単位領域を投入の対象とする。無論、上記所定範囲をより広く、またはより狭くしてもよいし、考慮する過去の投入を複数回の投入としてもよい。複数回の投入を考慮する場合、例えば直近の複数回で決定したごみ掴み位置のごみ質の平均値を基準として、ごみ掴み位置を決定してもよい。

なお、過去に投入を決定した領域のごみ質の評価との差異が小さかったとしても、ごみ質が低すぎるごみを投入することは好ましくない。このため、ごみ質に下限値を設定しておき、領域決定部１１９は、ごみ質がこの下限値未満の単位領域は、投入作業におけるごみ掴み位置としないようにすることが好ましい。また、搬入されたごみが搬入される搬入口付近は、ごみ質が低いごみが多く、ごみピットによっては燃焼に適さないごみを選り分けてごみピット内の所定領域に集めておくことがある。領域決定部１１９は、このような領域は、投入作業におけるごみ掴み位置としないようにすることが好ましい。

また、領域決定部１１９は、比重に基づくごみ質の評価値を条件としてごみ掴み位置を決定してもよい。つまり、領域決定部１１９は、比重算出部１１３が算出した比重が相対的に小さいごみが投下された位置に対応する単位領域を、投入の対象の単位領域と決定してもよい。さらに、領域決定部１１９は、投入作業におけるごみ掴み位置を決定する際に、高さ（高い位置を優先）、撹拌回数（多い位置を優先）、および現在のクレーンのバケットの所在位置からの距離（近い位置を優先）の少なくとも何れかを条件として決定してもよい。この他にも、領域決定部１１９は、例えば実効度に基づくごみ質の評価値（高い位置を優先）を条件として決定してもよい。また、ごみ質情報１４２は、各単位領域について、ごみの蓄積時間やごみ種を示す情報を含んでいてもよく、この場合、これらの情報に基づいてごみ掴み位置を決定してもよい。蓄積時間が短いごみも、蓄積時間が長すぎるごみも燃えにくいため、予め燃えやすい蓄積時間の範囲を調べておき、その範囲のごみ掴み位置を決定することが好ましい。

なお、領域決定部１１９が決定したごみ掴み位置をユーザに提示する構成としてもよい。提示の方法は特に限定されず、例えば出力部１３が画像を出力する表示装置である場合、決定したごみ掴み位置を表示出力することによってユーザに提示してもよい。そして、この場合、そのごみ掴み位置でごみ掴み動作を行わせるための入力操作が、入力部１２を介して受け付けられたことを条件として、クレーン制御部１２０がごみ掴み動作を行わせる構成としてもよい。

また、領域決定部１１９は、撹拌や積み替えにおけるごみ掴み位置およびごみ放し位置を決定してもよい。撹拌や積み替えにおいては、領域決定部１１９は、投入に適したごみがある単位領域が常に維持されるように、ごみ掴み位置およびごみ放し位置を決定することが好ましい。また、ごみの蓄積時間が分かる場合、領域決定部１１９は、適度な蓄積時間で投入に適したごみ質となるようにごみ掴み位置とごみ放し位置を決定してもよい。例えば、搬入から２〜３日でごみ質が７〜９になるように決定してもよい。また、ごみ種が分かる場合、ごみ種に偏りが生じないようにごみ掴み位置とごみ放し位置を決定してもよい。

〔ごみの体積の算出〕
図３に基づいて、比重算出部１１３によるごみの体積の算出方法について説明する。図３は、ごみの体積の算出方法の概要を示す図である。同図の（ａ）は、ごみ掴み動作が行われる前のごみ層表面を撮像したピット画像を示し、同図の（ｂ）は、ごみ掴み動作が行われた後のごみ層表面を撮像したピット画像を示している。なお、これらのピット画像において丸で囲んだ領域がごみ掴み位置である。

そして、同図の（ｃ）は、同図の（ａ）のピット画像を撮像したときのごみ層表面の高さ分布と、同図の（ｂ）のピット画像を撮像したときのごみ層表面の高さ分布との差を示す画像である。この画像において、高さの差が０である領域は黒で示されており、高さの差が大きい領域ほど白に近い色で示されている。つまり、この画像から、ごみ掴み位置においてごみの高さが大きく変化し、それ以外の領域ではごみの高さが変化していないことが分かる。

同図の（ｄ）には、ごみ掴み動作の前後におけるごみの高さ分布を三次元座標空間で示している。この図から、ごみ掴み動作の前には山状に盛り上がっていたごみが、ごみ掴み動作によって取り去られ、ごみ掴み動作後のごみ掴み位置には窪みができていることが分かる。比重算出部１１３は、この図に示す、ごみ掴み動作前におけるごみの高さ分布と、ごみ掴み動作後におけるごみの高さ分布との差分から、掴まれたごみの体積を算出する。

〔ピット画像の解析によるごみ質の評価と実効度の判定〕
図４に基づいて、実効度判定部１１５によるごみ質の評価と実効度の判定方法について説明する。図４は、ごみ層表面を撮像した画像と該画像からのエッジ抽出結果を示す図である。実効度判定部１１５は、実効度を判定するにあたり、ごみ層表面を撮像した画像から、その画像に写っているごみのごみ質を評価する。

具体的には、実効度判定部１１５は、上記画像を解析することにより、ごみ質を示す情報として、ごみ層表面の形状の複雑さの度合いを示す複雑度情報を生成する。ごみピットに搬入された時点でごみ袋に封入されていたごみは、撹拌によりごみ袋が破れて散らばる。つまり、有効な撹拌によってごみの外観の複雑さが増すので、複雑度情報をごみ質の評価指標とすることができる。

複雑度情報の生成においては、実効度判定部１１５は、画像のエッジ、すなわち撮像されたごみの外形を示す輪郭線を抽出する。エッジの抽出例を図４の（ｂ）に示している。そして、実効度判定部１１５は、その輪郭線のフラクタル次元を、複雑度情報として算出する。フラクタル次元の算出には、例えばボックスカウント法（ボックスカウンティング法）や、Modified Pixel Dilation法等を用いることができる。なお、複雑度情報は、ごみ層表面の形状の複雑さの度合いを示す情報であればよく、フラクタル次元以外の指標を複雑度情報として用いてもよい。

実効度判定部１１５は、撹拌前のごみの画像と、撹拌後のごみの画像のそれぞれについて、上記のように複雑度情報を算出する。そして、その差分を所定の評価基準で評価して実効度を判定する。評価基準は特に限定されず、例えば、差分値が閾値以上であれば実効度を大と判定し、閾値未満であれば実効度を小と判定してもよい。

なお、実効度判定部１１５は、ごみ層表面を撮像した画像の色分布に基づいてごみ質を評価してもよい。上述のように、ごみピットに搬入された時点においてごみ袋に封入されていたごみは、撹拌によりごみ袋が破れることで散らばるので、撹拌によってごみの色分布が変化し、その変化の度合いは実効的な撹拌が行われたか否かによって変わるためである。

具体的には、同色の画素（同系色の画素としてもよい）が集まってなる領域（主としてごみ袋が写っている領域）の個数が撹拌後には増加する。また、各領域の面積が撹拌後には減少する。そこで、実効度判定部１１５は、下記のようにして、色分布に基づく評価値を算出してもよい。

まず、実効度判定部１１５は、ごみ層表面を撮像した画像について、ごみ袋に対応する色成分の分布を求める。次に、実効度判定部１１５は、求めた分布に基づいて、当該画像において同系色の画素が集まってなる領域を抽出し、その領域の数と面積を算出する。そして、実効度判定部１１５は、算出した数と面積から、撹拌の実効度を示す評価値を算出する。この評価値は、領域の数が多く、領域の面積が狭くなるほど大きい値となるものであればよく、例えば領域の数を領域の面積の総和で割った値を上記評価値としてもよい。

また、実効度判定部１１５は、上記のようにして得た複雑度情報と色分布に基づく評価値との両方に基づいて実効度を判定してもよい。例えば、実効度判定部１１５は、複雑度情報を用いて実効度を５段階で評価すると共に、色分布に基づく評価値を用いて実効度を５段階で評価してもよい。そして、実効度判定部１１５は、それらの平均値あるいは重み付け平均値を、最終的な実効度としてもよい。

なお、画像に基づく撹拌の実効度の評価方法は上述の各例に限られない。例えば、撹拌が適度に行われたごみを撮像した画像と、撹拌が不十分なごみを撮像した画像とを教師データとした機械学習済みの識別器を用いて実効度を評価することも可能である。

〔処理の流れ〕
図５に基づいて情報処理装置１が実行する処理の流れを説明する。図５は、撹拌動作時におけるごみ質の更新処理（情報処理方法）の一例を示すフローチャートである。なお、積み替え動作時におけるごみ質の更新処理も本例と同様の処理となる。Ｓ１では、クレーン動作検出部１１１は、クレーンが撹拌動作を開始することを検出すると共に、当該撹拌動作におけるごみ掴み位置を判定し、判定結果を表層形状特定部１１２と画像取得部１１４に通知する。

Ｓ２では、表層形状特定部１１２は、距離計２の計測データから、上記通知されたごみ掴み位置に対応する単位領域におけるごみの表層の形状を特定する。また、Ｓ３では、画像取得部１１４は、ごみ掴み位置が写っている画像をピット画像１４１から取得し、取得した画像から、上記通知されたごみ掴み位置の単位領域が写っている部分を切り出す。そして、画像取得部１１４は、切り出した部分の画像を実効度判定部１１５に送信する。

Ｓ４では、クレーン動作検出部１１１は、クレーンがごみ掴み動作を行ったことを検出し、その旨を表層形状特定部１１２に通知する。そして、Ｓ５では、この通知を受信した表層形状特定部１１２は、距離計２が出力する計測データから、ごみ掴み動作後における、ごみ掴み位置に対応する単位領域におけるごみ層表面の形状を特定する。

Ｓ６では、クレーン動作検出部１１１は、クレーンがごみ放し動作を行ったことを検出すると共に、ごみ放し位置を判定し、判定結果を画像取得部１１４に通知する。そして、Ｓ７では、画像取得部１１４は、ごみ放し位置の単位領域が写っている画像をピット画像１４１から取得し、取得した画像から、上記通知されたごみ放し位置の単位領域が写っている部分を切り出す。そして、画像取得部１１４は、切り出した部分の画像を実効度判定部１１５に送信する。

Ｓ８（比重算出ステップ）では、比重算出部１１３は、Ｓ２とＳ５の特定結果から、Ｓ１で開始が検出された撹拌動作で撹拌されたごみの比重を算出する。比重の算出方法は図３に基づいて説明した通りである。そして、比重算出部１１３は、算出した比重をごみ質更新部１１６に通知する。

Ｓ９では、実効度判定部１１５は、Ｓ３で取得された画像から撹拌前のごみ質を評価すると共に、Ｓ７で取得された画像から撹拌後のごみ質を評価する。そして、Ｓ１０（実効度判定ステップ）では、実効度判定部１１５は、Ｓ９の評価結果に基づいて、Ｓ１で開始が検出された撹拌動作における撹拌の実効度を判定し、判定結果をごみ質更新部１１６に通知する。ごみ質の評価方法と実効度の判定方法は図４に基づいて説明した通りである。

Ｓ１１（更新ステップ）では、ごみ質更新部１１６は、Ｓ８で算出された比重と、Ｓ１０の判定結果とに基づいて、ごみ質情報１４２におけるごみ放し位置に対応する単位領域におけるごみ質を更新する。更新の方法は図２に基づいて説明した通りである。これにより、ごみ質の更新処理は終了する。なお、図示していないが、ごみ質更新部１１６は、ごみ掴み位置に対応する単位領域におけるごみ質についても必要に応じて更新する。

情報処理装置１は、以上のような処理によってごみ質情報１４２を随時更新するので、ごみ質の分布を常時正確に把握することが可能になる。そして、これにより、適度なごみ質のごみをホッパに投入し、次のホッパへの投入までに適度なごみ質のごみが用意できるように撹拌を行う、というごみ質情報１４２を用いた的確なクレーンの自動制御を行うことも可能になる。

〔変形例〕
上記実施形態では、比重と実効度の両方を考慮してごみ質を更新する例を示したが、何れか一方のみを考慮してごみ質を更新してもよい。比重のみを考慮する場合、画像取得部１１４および実効度判定部１１５を省略すればよく、実効度のみを考慮する場合、表層形状特定部１１２および比重算出部１１３を省略すればよい。

また、情報処理装置１の機能は、通信可能に接続された複数の情報処理装置によって実現することもできる。例えば、比重算出部１１３の機能を備えた情報処理装置と、実効度判定部１１５の機能を備えた情報処理装置と、ごみ質更新部１１６の機能を備えた情報処理装置とを通信可能に接続した情報処理システムであっても、情報処理装置１と同様の機能を実現できる。この場合、情報処理システムを構成する各情報処理装置は、ネットワーク上に分散配置されていてもよい。

また、情報処理装置１のごみ質の評価機能を備えたクレーン制御装置４、およびそのようなクレーン制御装置４を備えたクレーン制御システムならびにごみ焼却設備も本発明の範疇に含まれる。

〔ソフトウェアによる実現例〕
情報処理装置１の制御ブロック（特に制御部１１に含まれる各部）は、集積回路（ＩＣチップ）等に形成された論理回路（ハードウェア）によって実現してもよいし、ソフトウェアによって実現してもよい。

後者の場合、情報処理装置１は、各機能を実現するソフトウェアであるプログラムの命令を実行するコンピュータを備えている。このコンピュータは、例えば１つ以上のプロセッサを備えていると共に、上記プログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な記録媒体を備えている。そして、上記コンピュータにおいて、上記プロセッサが上記プログラムを上記記録媒体から読み取って実行することにより、本発明の目的が達成される。上記プロセッサとしては、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）を用いることができる。上記記録媒体としては、「一時的でない有形の媒体」、例えば、ＲＯＭ（Read Only Memory）等の他、テープ、ディスク、カード、半導体メモリ、プログラマブルな論理回路などを用いることができる。また、上記プログラムを展開するＲＡＭ（Random Access Memory）などをさらに備えていてもよい。また、上記プログラムは、該プログラムを伝送可能な任意の伝送媒体（通信ネットワークや放送波等）を介して上記コンピュータに供給されてもよい。なお、本発明の一態様は、上記プログラムが電子的な伝送によって具現化された、搬送波に埋め込まれたデータ信号の形態でも実現され得る。

〔付記事項〕
本発明の一実施形態にかかる情報処理装置は、ごみピット内に堆積されたごみのごみ質を、上記ごみピット内を区分した単位領域のそれぞれについて評価する情報処理装置であって、上記ごみピット内でごみが撹拌されたときに、撹拌前後のごみの画像から当該撹拌の実効度を判定する実効度判定部と、上記撹拌されたごみが投下された位置に対応する上記単位領域のごみ質の評価を更新するにあたり、上記実効度に応じて上記単位領域のごみ質の評価の変更度合いを調整する更新部と、を備えている。

上記の構成によれば、ごみの画像から判定した実効度を考慮してごみ質の評価の変更度合いを調整するので、撹拌回数のみから評価する場合と比べてごみ質を正確に評価することができる。

上記情報処理装置は、上記ごみピットにごみが搬入された場合に、搬入された曜日、搬入されたごみを収集した地域の天気、ごみの搬入車両が収集の対象とするごみ種、およびごみの収集地域が何れの地域であるかの少なくとも何れかに応じて、搬入されたごみが投下された位置に対応する上記単位領域におけるごみ質の初期評価を決定する初期評価決定部を備えていてもよい。この構成によれば、搬入されたごみのごみ質の初期評価を適切に決定することができる。

上記情報処理装置は、上記ごみピット内のごみを周期的にごみホッパに投入して焼却炉に送り込むにあたり、何れの単位領域のごみを投入するかを決定する領域決定部を備え、上記領域決定部は、過去に決定した単位領域のごみ質の評価と、新たに決定する単位領域のごみ質の評価との差異が所定範囲内となるように、投入の対象とする単位領域を決定してもよい。この構成によれば、焼却炉に送り込むごみのごみ質のばらつきを所定範囲内に抑えることができるので、焼却炉における燃焼を安定化させることができる。

本発明の一実施形態にかかる情報処理装置は、ごみピット内に堆積されたごみのごみ質を、上記ごみピット内を区分した単位領域のそれぞれについて算出する情報処理装置であって、上記ごみピット内でごみが撹拌されたときに、撹拌前後のごみ層の表面形状の変化から、撹拌されたごみの体積を算出すると共に、算出した体積と撹拌されたごみの重量とから当該ごみの比重を算出する比重算出部と、上記撹拌されたごみが投下された位置に対応する上記単位領域のごみ質の評価を更新するにあたり、上記比重に応じて上記単位領域のごみ質の評価の変更度合いを調整する更新部と、を備えている。

上記の構成によれば、ごみ層の表面形状の変化に基づいて算出した比重を考慮してごみ質の評価の変更度合いを調整するので、撹拌回数のみから判定する場合と比べてごみ質を正確に評価することができる。

上記情報処理装置は、上記ごみピット内のごみを周期的にごみホッパに投入して焼却炉に送り込むにあたり、何れの単位領域のごみを投入するかを決定する領域決定部を備え、上記領域決定部は、ごみ質の評価がごみホッパへの投入に関して予め定められた基準を満たす単位領域が複数ある場合に、当該複数の単位領域のうち、上記比重算出部が算出した比重が相対的に小さいごみが投下された位置に対応する単位領域を、投入の対象の単位領域と決定してもよい。上記の構成によれば、比重がより小さく、それゆえ燃焼しやすい可能性が高いごみを優先的に焼却炉に送り込むことができる。

本発明の一実施形態にかかる情報処理方法は、ごみピット内に堆積されたごみのごみ質を、上記ごみピット内を区分した単位領域のそれぞれについて評価する情報処理装置による情報処理方法であって、上記ごみピット内でごみが撹拌されたときに、撹拌前後のごみの画像から当該撹拌の実効度を判定する実効度判定ステップと、上記撹拌されたごみが投下された位置に対応する上記単位領域のごみ質の評価を更新するにあたり、上記実効度に応じて上記単位領域のごみ質の評価の変更度合いを調整する更新ステップと、を含む。この情報処理方法によれば、上記情報処理装置と同様の効果を奏する。

本発明の一実施形態にかかる情報処理方法は、ごみピット内に堆積されたごみのごみ質を、上記ごみピット内を区分した単位領域のそれぞれについて算出する情報処理装置による情報処理方法であって、上記ごみピット内でごみが撹拌されたときに、撹拌前後のごみ層の表面形状の変化から、撹拌されたごみの体積を算出すると共に、算出した体積と撹拌されたごみの重量とから当該ごみの比重を算出する比重算出ステップと、上記撹拌されたごみが投下された位置に対応する上記単位領域のごみ質の評価を更新するにあたり、上記比重に応じて上記単位領域のごみ質の評価の変更度合いを調整する更新ステップと、を含む。この情報処理方法によれば、上記情報処理装置と同様の効果を奏する。

本発明の各態様に係る情報処理装置は、コンピュータによって実現してもよく、この場合には、コンピュータを上記情報処理装置が備える各部（ソフトウェア要素）として動作させることにより上記情報処理装置をコンピュータにて実現させる情報処理プログラム、およびそれを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体も、本発明の範疇に入る。

本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

１ 情報処理装置
１１３ 比重算出部
１１５ 実効度判定部
１１６ ごみ質更新部（更新部）
１１９ 領域決定部

Claims (9)

1. ごみピット内に堆積されたごみのごみ質を、上記ごみピット内を区分した単位領域のそれぞれについて評価する情報処理装置であって、
   上記ごみピット内でごみが撹拌されたときに、撹拌前後のごみの画像から当該撹拌の実効度を判定する実効度判定部と、
   上記撹拌されたごみが投下された位置に対応する上記単位領域のごみ質の評価を更新するにあたり、上記実効度に応じて上記単位領域のごみ質の評価の変更度合いを調整する更新部と、を備えていることを特徴とする情報処理装置。
2. 上記ごみピットにごみが搬入された場合に、搬入された曜日、搬入されたごみを収集した地域の天気、ごみの搬入車両が収集の対象とするごみ種、およびごみの収集地域が何れの地域であるかの少なくとも何れかに応じて、搬入されたごみが投下された位置に対応する上記単位領域におけるごみ質の初期評価を決定する初期評価決定部を備えていることを特徴とする請求項１に記載の情報処理装置。
3. 上記ごみピット内のごみを周期的にごみホッパに投入して焼却炉に送り込むにあたり、何れの単位領域のごみを投入するかを決定する領域決定部を備え、
   上記領域決定部は、過去に決定した単位領域のごみ質の評価と、新たに決定する単位領域のごみ質の評価との差異が所定範囲内となるように、投入の対象とする単位領域を決定することを特徴とする請求項１または２に記載の情報処理装置。
4. ごみピット内に堆積されたごみのごみ質を、上記ごみピット内を区分した単位領域のそれぞれについて算出する情報処理装置であって、
   上記ごみピット内でごみが撹拌されたときに、撹拌前後のごみ層の表面形状の変化から、撹拌されたごみの体積を算出すると共に、算出した体積と撹拌されたごみの重量とから当該ごみの比重を算出する比重算出部と、
   上記撹拌されたごみが投下された位置に対応する上記単位領域のごみ質の評価を更新するにあたり、上記比重に応じて上記単位領域のごみ質の評価の変更度合いを調整する更新部と、を備えていることを特徴とする情報処理装置。
5. 上記ごみピット内のごみを周期的にごみホッパに投入して焼却炉に送り込むにあたり、何れの単位領域のごみを投入するかを決定する領域決定部を備え、
   上記領域決定部は、ごみ質の評価がごみホッパへの投入に関して予め定められた基準を満たす単位領域が複数ある場合に、当該複数の単位領域のうち、上記比重算出部が算出した比重が相対的に小さいごみが投下された位置に対応する単位領域を、投入の対象の単位領域と決定することを特徴とする請求項４に記載の情報処理装置。
6. ごみピット内に堆積されたごみのごみ質を、上記ごみピット内を区分した単位領域のそれぞれについて評価する情報処理装置による情報処理方法であって、
   上記ごみピット内でごみが撹拌されたときに、撹拌前後のごみの画像から当該撹拌の実効度を判定する実効度判定ステップと、
   上記撹拌されたごみが投下された位置に対応する上記単位領域のごみ質の評価を更新するにあたり、上記実効度に応じて上記単位領域のごみ質の評価の変更度合いを調整する更新ステップと、を含むことを特徴とする情報処理方法。
7. ごみピット内に堆積されたごみのごみ質を、上記ごみピット内を区分した単位領域のそれぞれについて算出する情報処理装置による情報処理方法であって、
   上記ごみピット内でごみが撹拌されたときに、撹拌前後のごみ層の表面形状の変化から、撹拌されたごみの体積を算出すると共に、算出した体積と撹拌されたごみの重量とから当該ごみの比重を算出する比重算出ステップと、
   上記撹拌されたごみが投下された位置に対応する上記単位領域のごみ質の評価を更新するにあたり、上記比重に応じて上記単位領域のごみ質の評価の変更度合いを調整する更新ステップと、を含むことを特徴とする情報処理方法。
8. 請求項１に記載の情報処理装置としてコンピュータを機能させるための情報処理プログラムであって、上記実効度判定部および上記更新部としてコンピュータを機能させるための情報処理プログラム。
9. 請求項４に記載の情報処理装置としてコンピュータを機能させるための情報処理プログラムであって、上記比重算出部および上記更新部としてコンピュータを機能させるための情報処理プログラム。