JP2020095709A - Scrap grade determination system, scrap grade determination method, estimation device, learning device, learnt model generation method and program - Google Patents

Scrap grade determination system, scrap grade determination method, estimation device, learning device, learnt model generation method and program Download PDF

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Abstract

To provide a scrap grade determination system capable of improving determination accuracy for a grade ratio of iron scraps.SOLUTION: A scrap grade determination system comprises: a camera that captures a set of iron scraps, in which iron scraps of multiple grades according to size are mixed; an inference unit that estimates a ratio of each grade included in the set of iron scraps from the image generated by the camera, using a model that has been built in advance by machine learning with an image of the set of iron scraps as input data and a ratio of each grade as teacher data; and an output unit that outputs the estimation result by the inference unit.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、スクラップ等級判定システム、スクラップ等級判定方法、推定装置、学習装置、学習済みモデルの生成方法、及びプログラムに関する。 The present invention relates to a scrap grade determination system, a scrap grade determination method, an estimation device, a learning device, a learned model generation method, and a program.

一般に、電炉メーカーのスクラップ受入現場では、検収員及びクレーン運転者の計2名がスクラップ積載トレーラー及びリフティングマグネットで吊り上げた鉄スクラップを目視で確認し、品種・等級毎に割合を判断している。 Generally, at a scrap acceptance site of an electric furnace maker, a total of two persons, an inspector and a crane operator, visually check iron scraps lifted by a scrap loading trailer and a lifting magnet to determine the ratio for each product type and grade.

特開平7−286969号公報JP-A-7-286969

しかしながら、検収員は、安全のために離れた場所から鉄スクラップを目視で確認するため、等級割合の判定精度が十分でない場合がある。また、検収員の経験等に依って判定基準にばらつきが生じることもある。 However, since the inspector visually confirms the iron scrap from a distant place for safety, the grade ratio determination accuracy may not be sufficient. In addition, the judgment criteria may vary depending on the experience of the inspector.

特に、大きさに応じた等級が定められたヘビー屑と呼ばれる鉄スクラップについては、種々の大きさの鉄スクラップが混在しているため、等級割合の判定が困難である。 In particular, for iron scrap called heavy scrap, whose grade is determined according to size, it is difficult to determine the grade ratio because iron scraps of various sizes are mixed.

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その主な目的は、鉄スクラップの等級割合の判定精度を向上させることが可能なスクラップ等級判定システム、スクラップ等級判定方法、推定装置、学習装置、学習済みモデルの生成方法、及びプログラムを提供することにある。 The present invention has been made in view of the above problems, and its main object is to provide a scrap grade determination system, a scrap grade determination method, an estimation device, and learning that can improve the determination accuracy of the grade ratio of iron scrap. An object is to provide an apparatus, a learned model generation method, and a program.

上記課題を解決するため、本発明の一の態様のスクラップ等級判定システムは、大きさに応じた複数の等級の鉄スクラップが混在した、鉄スクラップの集合を撮影するカメラと、鉄スクラップの集合の画像を入力データとし、各等級の割合を教師データとして機械学習により予め構築された学習済みモデルを用い、前記カメラにより生成された画像から前記鉄スクラップの集合に含まれる各等級の割合を推定する推論部と、前記推論部による推定結果を出力する出力部と、を備える。 In order to solve the above problems, a scrap grade determination system according to one aspect of the present invention is a mixture of a plurality of grades of iron scrap according to size, a camera for capturing a set of iron scraps, and a set of iron scraps. Using an image as input data and using a learned model pre-built by machine learning with the proportion of each grade as teacher data, estimate the proportion of each grade contained in the set of iron scrap from the image generated by the camera. An inference unit and an output unit that outputs the estimation result by the inference unit are provided.

また、本発明の他の態様のスクラップ等級判定方法は、大きさに応じた複数の等級の鉄スクラップが混在した、鉄スクラップの集合をカメラにより撮影し、鉄スクラップの集合の画像を入力データとし、各等級の割合を教師データとして機械学習により予め構築された学習済みモデルを用い、前記カメラにより生成された画像から前記鉄スクラップの集合に含まれる各等級の割合を推定し、推定結果を出力する。 A scrap grade determination method according to another aspect of the present invention is a method of capturing a set of iron scraps in which a plurality of grades of iron scraps corresponding to sizes are mixed by a camera, and using an image of the set of iron scraps as input data. , Using a learned model pre-built by machine learning with the proportion of each grade as teacher data, estimating the proportion of each grade included in the set of iron scrap from the image generated by the camera, and outputting the estimation result To do.

また、本発明の他の態様の推定装置は、大きさに応じた複数の等級の鉄スクラップが混在した、鉄スクラップの集合をカメラにより撮影して得られる画像を取得する取得部と、鉄スクラップの集合の画像を入力データとし、各等級の割合を教師データとして機械学習により予め構築された学習済みモデルを用い、前記カメラにより生成された画像から前記鉄スクラップの集合に含まれる各等級の割合を推定する推論部と、を備える。 In addition, the estimation device according to another aspect of the present invention includes an acquisition unit that acquires an image obtained by capturing a set of iron scraps by a camera, in which iron scraps of a plurality of grades according to sizes are mixed, and an iron scrap. Image of the set as input data, using the learned model pre-built by machine learning with the ratio of each grade as teacher data, the ratio of each grade included in the set of iron scrap from the image generated by the camera And an inference unit for estimating.

また、本発明の他の態様のプログラムは、大きさに応じた複数の等級の鉄スクラップが混在した、鉄スクラップの集合をカメラにより撮影して得られる画像を取得する取得部、及び、鉄スクラップの集合の画像を入力データとし、各等級の割合を教師データとして機械学習により予め構築された学習済みモデルを用い、前記カメラにより生成された画像から前記鉄スクラップの集合に含まれる各等級の割合を推定する推論部、としてコンピュータを機能させる。 Further, a program of another aspect of the present invention is an acquisition unit for acquiring an image obtained by photographing a set of iron scraps by a camera, in which iron scraps of a plurality of grades according to sizes are mixed, and an iron scrap. Image of the set as input data, using the learned model pre-built by machine learning with the ratio of each grade as teacher data, the ratio of each grade included in the set of iron scrap from the image generated by the camera The computer functions as an inference unit, which estimates

また、本発明の他の態様の学習装置は、大きさに応じた複数の等級の鉄スクラップが混在した、鉄スクラップの集合をカメラにより撮影して得られる画像、及び前記鉄スクラップの集合に含まれる各等級の割合を取得する取得部と、前記画像を入力データとし、前記各等級の割合を教師データとして、画像から鉄スクラップの集合に含まれる各等級の割合を推定するための学習済みモデルを機械学習により構築する学習部と、を備える。 Further, a learning device according to another aspect of the present invention includes an image obtained by photographing a set of iron scraps by a camera in which iron scraps of a plurality of grades corresponding to sizes are mixed, and the set of the iron scraps. A learning model for estimating the proportion of each grade contained in the set of iron scrap from the image, using the acquisition unit for obtaining the proportion of each grade as the input data, and the proportion of each grade as the teacher data. And a learning unit configured by machine learning.

また、本発明の他の態様のプログラムは、大きさに応じた複数の等級の鉄スクラップが混在した、鉄スクラップの集合をカメラにより撮影して得られる画像、及び前記鉄スクラップの集合に含まれる各等級の割合を取得する取得部、及び、前記画像を入力データとし、前記各等級の割合を教師データとして、画像から鉄スクラップの集合に含まれる各等級の割合を推定するための学習済みモデルを機械学習により構築する学習部、としてコンピュータを機能させる。 A program according to another aspect of the present invention is included in an image obtained by photographing a set of iron scraps with a camera, in which a plurality of grades of iron scraps corresponding to sizes are mixed, and the set of iron scraps. An acquisition unit that acquires the ratio of each grade, and the learned image for estimating the ratio of each grade included in the set of iron scraps from the image using the image as input data and the ratio of each grade as teacher data. The computer is made to function as a learning unit that is constructed by machine learning.

また、本発明の他の態様の学習済みモデルの生成方法は、大きさに応じた複数の等級の鉄スクラップが混在した、鉄スクラップの集合をカメラにより撮影して得られる画像、及び前記鉄スクラップの集合に含まれる各等級の割合を取得し、前記画像を入力データとし、前記各等級の割合を教師データとして、画像から鉄スクラップの集合に含まれる各等級の割合を推定するための学習済みモデルを機械学習により構築する。 A method for generating a learned model according to another aspect of the present invention is an image obtained by photographing a set of iron scraps mixed with a plurality of grades of iron scraps according to size by a camera, and the iron scraps. The ratio of each grade included in the set is acquired, the image is used as input data, the ratio of each grade is used as teacher data, and learning is performed to estimate the ratio of each grade included in the set of iron scrap from the image. Build the model by machine learning.

本発明によれば、鉄スクラップの等級割合の判定精度を向上させることが可能となる。 According to the present invention, it is possible to improve the accuracy of determining the grade ratio of iron scrap.

実施形態に係るスクラップ等級判定システムの構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the scrap grade determination system which concerns on embodiment. ヘビー屑の等級及び要件を示す図である。It is a figure which shows the grade and requirements of heavy waste. スクラップ受入現場の平面図である。It is a top view of a scrap acceptance site. スクラップ受入現場の側面図である。It is a side view of a scrap acceptance site. 第1実施形態に係る判定装置の構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example of the determination apparatus which concerns on 1st Embodiment. 画像とラベルとの関連付け例を示す図である。It is a figure which shows the example of an association with an image and a label. 画像の例を示す図である。It is a figure which shows the example of an image. 学習フェーズの手順例を示すフロー図である。It is a flowchart which shows the example of a procedure of a learning phase. 学習済みモデルの構築例を示す図である。It is a figure which shows the construction example of the learned model. 推論フェーズの手順例を示すフロー図である。It is a flow figure showing an example of a procedure of an inference phase. 推論結果の出力例を示す図である。It is a figure which shows the output example of an inference result. 第2実施形態に係る判定装置の構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example of the determination apparatus which concerns on 2nd Embodiment. 画像とラベルとの関連付け例を示す図である。It is a figure which shows the example of an association with an image and a label. 推論フェーズの手順例を示すフロー図である。It is a flow figure showing an example of a procedure of an inference phase. 推論結果の出力例を示す図である。It is a figure which shows the output example of an inference result. 第3実施形態に係る画像とラベルとの関連付け例を示す図である。FIG. 11 is a diagram showing an example of associating an image with a label according to the third embodiment. 推論結果の出力例を示す図である。It is a figure which shows the output example of an inference result. 第4実施形態に係る判定装置の構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example of the determination apparatus which concerns on 4th Embodiment. 画像とラベルとの関連付け例を示す図である。It is a figure which shows the example of an association with an image and a label. 画像の例を示す図である。It is a figure which shows the example of an image. 画像加工の例を示す図である。It is a figure which shows the example of image processing. 第5実施形態に係る判定装置の構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example of the determination apparatus which concerns on 5th Embodiment. 推論フェーズの手順例を示すフロー図である。It is a flow figure showing an example of a procedure of an inference phase. 加工処理を説明するための図である。It is a figure for explaining processing. 加工処理を説明するための図である。It is a figure for explaining processing.

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

[システム概要]
図1は、実施形態に係るスクラップ等級判定システム100の構成例を示す図である。スクラップ等級判定システム100は、判定装置1、カメラ2、重量センサ3、出力部6,7、及びクレーン9を備えている。判定装置1は、例えばインターネット又はLAN等の通信ネットワークを介してカメラ2及び出力部6,7と通信可能である。
[System overview]
FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of a scrap grade determination system 100 according to an embodiment. The scrap grade determination system 100 includes a determination device 1, a camera 2, a weight sensor 3, output units 6 and 7, and a crane 9. The determination device 1 can communicate with the camera 2 and the output units 6 and 7 via a communication network such as the Internet or a LAN.

スクラップ等級判定システム100は、スクラップ受入現場においてスクラップ積載車両TからスクラップヤードYへクレーン9により荷下ろしされる鉄スクラップSの等級割合等を判定する。 The scrap grade determination system 100 determines the grade ratio of the iron scrap S unloaded from the scrap loading vehicle T to the scrap yard Y by the crane 9 at the scrap receiving site.

カメラ2は、スクラップ積載車両Tに積載された鉄スクラップSの集合、及びリフティングマグネット91に持ち上げられた鉄スクラップSの集合を撮影し、生成した画像を判定装置1に送信する。カメラ2の配置については、詳細を後述する。 The camera 2 photographs the set of iron scraps S loaded on the scrap loading vehicle T and the set of iron scraps S lifted by the lifting magnet 91, and sends the generated image to the determination device 1. The arrangement of the camera 2 will be described in detail later.

判定装置1は、カメラ2により生成された画像から鉄スクラップSの等級割合等を推定し、推定結果を出力部6,7に送信する。 The determination device 1 estimates the grade ratio of the iron scrap S from the image generated by the camera 2 and sends the estimation result to the output units 6 and 7.

出力部6,7は、判定装置1からの推定結果を出力する。出力部6は、例えば検収員Aが携帯するタブレット型コンピュータ等の端末である。出力部7は、例えば検収書発行用のプリンタである。 The output units 6 and 7 output the estimation result from the determination device 1. The output unit 6 is a terminal such as a tablet computer carried by the inspector A, for example. The output unit 7 is, for example, a printer for issuing an inspection document.

重量センサ3は、例えばスクラップ受入現場の出入口に埋設された踏板センサであり、スクラップ積載車両Tの車輪から加わる荷重を検知する。 The weight sensor 3 is, for example, a tread sensor embedded in the entrance of the scrap receiving site, and detects the load applied from the wheels of the scrap loading vehicle T.

スクラップ積載車両Tに積載された鉄スクラップSには、種々の大きさの鉄スクラップSが混在している。鉄スクラップSは、例えばヘビー屑である。図2に示すように、ヘビー屑には、大きさ(具体的には、厚さ、幅又は高さ、長さ)及び重さに応じた等級HS〜H4が定められている。 The iron scraps S loaded on the scrap loading vehicle T are mixed with iron scraps S of various sizes. The iron scrap S is, for example, heavy scrap. As shown in FIG. 2, the grades HS to H4 according to the size (specifically, thickness, width or height, length) and weight are defined for heavy waste.

[スクラップ受入現場]
図3及び図4は、スクラップ受入現場を模式的に示す平面図及び側面図である。スクラップ受入現場は、スクラップヤードY、及びそれに隣接する車両進入エリアPを有している。スクラップ受入現場に設置されたクレーン9は、リフティングマグネット91をスクラップヤードY及び車両進入エリアPの上方で移動させる。
[Scrap receiving site]
3 and 4 are a plan view and a side view schematically showing a scrap receiving site. The scrap receiving site has a scrap yard Y and a vehicle approach area P adjacent to the scrap yard Y. The crane 9 installed at the scrap receiving site moves the lifting magnet 91 above the scrap yard Y and the vehicle approach area P.

クレーン9は、例えばトロリ式天井クレーンであり、一対のランウェイガーダ92、一対のランウェイガーダ92に跨って配置された一対のクレーンガーダ93、及び一対のクレーンガーダ93に跨って配置されたクラブトロリ94を備えている。ランウェイガーダ92は、建屋柱97によって支持されている。 The crane 9 is, for example, a trolley type overhead crane, and includes a pair of runway girders 92, a pair of crane girders 93 arranged over the pair of runway girders 92, and a club trolley 94 arranged over the pair of crane girders 93. Is equipped with. The runway girder 92 is supported by a building pillar 97.

クレーンガーダ93は、ランウェイガーダ92の長手方向に沿って移動可能とされ、クラブトロリ94は、クレーンガーダ93の長手方向に沿って移動可能とされている。クラブトロリ94からはフックブロック98が吊り下げられており、フックブロック98からはリフティングマグネット91が吊り下げられている。 The crane girder 93 is movable along the longitudinal direction of the runway girder 92, and the club trolley 94 is movable along the longitudinal direction of the crane girder 93. A hook block 98 is suspended from the club trolley 94, and a lifting magnet 91 is suspended from the hook block 98.

図3に示すように、一部のカメラ21は、車両進入エリアPに停車したスクラップ積載車両Tの荷台を撮影するように設置されている(以下、スクラップ積載車両Tの荷台を撮影するカメラ21を「車両撮影カメラ21」という)。車両撮影カメラ21は、例えばスクラップ受入現場の歩廊95及び検収室96等に複数台設置され、スクラップ積載車両Tの荷台全体を上方から撮影する。 As shown in FIG. 3, some of the cameras 21 are installed so as to capture an image of the loading platform of the scrap loading vehicle T stopped in the vehicle entry area P (hereinafter, the camera 21 capturing the loading level of the scrap loading vehicle T). Is referred to as "vehicle camera 21"). A plurality of vehicle photographing cameras 21 are installed, for example, in the corridor 95 and the inspection room 96 at the scrap receiving site, and photograph the entire loading platform of the scrap loading vehicle T from above.

歩廊95及び検収室96は、従来、検収員がスクラップ積載車両Tの荷台を観察していた場所であり、こうした場所に車両撮影カメラ21を設置することで、従来の検収員の視野を再現することができる。 The corridor 95 and the inspection room 96 are places where the inspector has conventionally observed the loading platform of the scrap-laden vehicle T. By installing the vehicle photographing camera 21 in such a place, the field of view of the conventional inspector is reproduced. be able to.

車両撮影カメラ21は、車両進入エリアPにスクラップ積載車両Tが進入すると、スクラップ積載車両Tの荷台に満杯に積み重なった鉄スクラップSを撮影する。続いて、車両撮影カメラ21は、リフティングマグネット91がスクラップ積載車両Tの荷台に積み重なった鉄スクラップSから一部の鉄スクラップSを持ち上げる毎に、荷台に残された鉄スクラップSを撮影する。車両撮影カメラ21は、この撮影をスクラップ積載車両Tの荷台から鉄スクラップSが無くなるまで繰り返す。 When the scrap loading vehicle T enters the vehicle entry area P, the vehicle shooting camera 21 captures an image of the iron scrap S that is fully loaded on the bed of the scrap loading vehicle T. Subsequently, the vehicle shooting camera 21 shoots the iron scrap S left on the loading platform every time the lifting magnet 91 lifts a part of the iron scrap S from the iron scrap S stacked on the loading platform of the scrap loading vehicle T. The vehicle photographing camera 21 repeats this photographing until the iron scrap S disappears from the bed of the scrap loading vehicle T.

ここで、荷台に残された鉄スクラップSのうち、車両撮影カメラ21で撮影される表層部分の鉄スクラップSは、次にリフティングマグネット91に持ち上げられる鉄スクラップSとほぼ同じものである。 Here, of the iron scraps S left on the platform, the iron scraps S in the surface layer imaged by the vehicle imaging camera 21 are almost the same as the iron scraps S that are next lifted by the lifting magnet 91.

図4に示すように、他のカメラ22は、リフティングマグネット91に持ち上げられた鉄スクラップSを撮影するように設置されている(以下、リフティングマグネット91に持ち上げられた鉄スクラップSを撮影するカメラ22を「リフマグ撮影カメラ22」という)。リフマグ撮影カメラ22は、例えば検収室96、建屋柱97及びスクラップヤードYの地面付近等に複数台設置され、リフティングマグネット91に持ち上げられた鉄スクラップSを側方又は下方から撮影する。 As shown in FIG. 4, the other camera 22 is installed so as to photograph the iron scrap S lifted by the lifting magnet 91 (hereinafter, the camera 22 that photographs the iron scrap S lifted by the lifting magnet 91). Is referred to as the "Rifmag camera 22". A plurality of the lift mag photographing cameras 22 are installed, for example, in the vicinity of the ground of the inspection room 96, the building pillar 97 and the scrap yard Y, and photograph the iron scrap S lifted by the lifting magnet 91 from the side or the bottom.

クレーン9は、リフティングマグネット91が決まった位置を通過するように、リフティングマグネット91をスクラップ積載車両TからスクラップヤードYまで移動させる。リフマグ撮影カメラ22は当該決まった位置に向かって撮影するように設置され、リフティングマグネット91が当該決まった位置を通過するタイミングに合わせて、リフティングマグネット91に持ち上げられた鉄スクラップSを撮影する。 The crane 9 moves the lifting magnet 91 from the scrap loading vehicle T to the scrap yard Y so that the lifting magnet 91 passes a predetermined position. The lift-mag shooting camera 22 is installed so as to shoot toward the fixed position, and shoots the iron scrap S lifted by the lifting magnet 91 at the timing when the lifting magnet 91 passes through the fixed position.

検収室96は、従来、検収員がリフティングマグネット91に持ち上げられた鉄スクラップSを観察していた場所でもあり、こうした場所にリフマグ撮影カメラ22を設置することで、従来の検収員の視野を再現することができる。 The inspection room 96 is also a place where the inspector has conventionally observed the iron scrap S lifted by the lifting magnet 91. By installing the riff mag photographing camera 22 in such a place, the conventional inspector's view is reproduced. can do.

さらに、リフマグ撮影カメラ22を検収室96とは逆側に設置したり、スクラップヤードYの地面付近に設置して、リフティングマグネット91に持ち上げられた鉄スクラップSを様々な角度から全体的に撮影することで、従来の検収員では得られなかった視野の画像を学習・推論に利用することも可能となる。 Further, the lift mag photographing camera 22 is installed on the opposite side of the inspection room 96 or near the ground of the scrap yard Y, and the iron scrap S lifted by the lifting magnet 91 is entirely taken from various angles. As a result, it is possible to use the image of the visual field, which was not obtained by the conventional inspection staff, for learning and inference.

リフマグ撮影カメラ22は、リフティングマグネット91がスクラップ積載車両Tの荷台に積み重なった鉄スクラップSから一部の鉄スクラップSを持ち上げる毎に、リフティングマグネット91に持ち上げられた鉄スクラップSを撮影する。リフマグ撮影カメラ22は、この撮影をスクラップ積載車両Tの荷台から鉄スクラップSが無くなるまで繰り返す。 The lifting magnet photographing camera 22 photographs the iron scrap S lifted by the lifting magnet 91 every time the lifting magnet 91 lifts a part of the iron scrap S from the iron scrap S stacked on the bed of the scrap loading vehicle T. The riffmag photographing camera 22 repeats this photographing until the iron scrap S disappears from the bed of the scrap loading vehicle T.

[第1実施形態]
図5は、第1実施形態に係る判定装置1の構成例を示すブロック図である。判定装置1は、学習装置でもあり、推定装置でもある。判定装置1は、CPU、RAM、ROM、不揮発性メモリ及び入出力インターフェース等を含む制御部10を備えている。判定装置1は、例えば1又は複数のサーバーコンピュータで構成される。
[First Embodiment]
FIG. 5 is a block diagram showing a configuration example of the determination device 1 according to the first embodiment. The determination device 1 is both a learning device and an estimation device. The determination device 1 includes a control unit 10 including a CPU, a RAM, a ROM, a non-volatile memory, an input/output interface, and the like. The determination device 1 is composed of, for example, one or a plurality of server computers.

制御部10は、データベース20にアクセス可能である。データベース20は、判定装置1の内部に設けられてもよいし、判定装置1の外部に設けられ、例えばインターネット又はLAN等の通信ネットワークを介してアクセスされてもよい。 The control unit 10 can access the database 20. The database 20 may be provided inside the determination device 1 or may be provided outside the determination device 1 and may be accessed via a communication network such as the Internet or a LAN.

制御部10は、画像取得部11、学習部13、推論部14、部分割合決定部15、及び全体割合決定部16を含んでいる。これらの機能部は、制御部10のCPUがROM又は不揮発性メモリからRAMにロードされたプログラムに従って情報処理を実行することによって実現される。 The control unit 10 includes an image acquisition unit 11, a learning unit 13, an inference unit 14, a partial ratio determination unit 15, and an overall ratio determination unit 16. These functional units are realized by the CPU of the control unit 10 executing information processing according to a program loaded from the ROM or the nonvolatile memory to the RAM.

プログラムは、例えば光ディスク又はメモリカード等の情報記憶媒体を介して供給されてもよいし、例えばインターネット又はLAN等の通信ネットワークを介して供給されてもよい。 The program may be supplied via an information storage medium such as an optical disk or a memory card, or may be supplied via a communication network such as the Internet or a LAN.

[学習フェーズ]
図5に示す制御部10が実現する機能部のうち、画像取得部11及び学習部13は、学習フェーズを実行するための機能部であり、学習装置に相当する。学習フェーズは、学習済みモデルの生成方法に相当する。なお、学習フェーズを実行するための機能部は、判定装置1とは別の装置で実現されてもよい。
[Learning phase]
Among the functional units realized by the control unit 10 shown in FIG. 5, the image acquisition unit 11 and the learning unit 13 are functional units for executing the learning phase and correspond to the learning device. The learning phase corresponds to the method of generating a learned model. The functional unit for executing the learning phase may be realized by a device different from the determination device 1.

画像取得部11は、カメラ2により生成された、鉄スクラップSの集合の画像を取得する。取得された画像は、等級割合を含むラベルと関連付けられてデータベース20に格納される。 The image acquisition unit 11 acquires an image of the set of iron scraps S generated by the camera 2. The acquired image is stored in the database 20 in association with the label including the grade ratio.

学習部13は、データベース20から画像及びそれに関連付けられたラベルを読み出して、画像を入力データとし、ラベルを教師データとして、画像から鉄スクラップSの集合の等級割合を推定するための学習済みモデルを機械学習により構築する。 The learning unit 13 reads an image and a label associated with the image from the database 20, uses the image as input data, and uses the label as teacher data to generate a learned model for estimating the grade ratio of the set of the iron scrap S from the image. Build by machine learning.

図6は、画像とラベルとの関連付け例を示す図である。画像とラベルとの関連付けは、同図に示すようなテーブルによって管理されている。「画像ID」は、画像の識別情報である。 FIG. 6 is a diagram showing an example of associating an image with a label. The association between the image and the label is managed by the table shown in FIG. The “image ID” is identification information of the image.

「ラベル」は、等級割合として、鉄スクラップSの集合に含まれるヘビー屑の各等級の割合を含んでいる。図示の例では、HS、H1、H2、H3、及びH4の等級を含んでいる。 The "label" includes, as the grade ratio, the percentage of each grade of heavy scrap contained in the set of iron scrap S. The illustrated example includes grades HS, H1, H2, H3, and H4.

「ラベル」には、例えば検収員によって判断された値が付与されてもよいし、実際に測定された値が付与されてもよい。 The “label” may be given a value determined by the inspector, or may be given an actually measured value.

割合は、例えば重量割合であるが、これに限らず、面積割合であってもよいし、体積割合であってもよい。鉄スクラップSに関しては材料が共通するため、面積割合も体積割合も、重量割合とほぼ類似するものとなる。 The ratio is, for example, a weight ratio, but is not limited to this, and may be an area ratio or a volume ratio. Since the iron scrap S is made of the same material, the area ratio and the volume ratio are almost similar to the weight ratio.

図7(a)及び図7(b)は、複数の等級の鉄スクラップSが混在した鉄スクラップSの集合の画像の例を示す図である。 FIGS. 7A and 7B are diagrams showing examples of images of a set of iron scraps S in which a plurality of grades of iron scrap S are mixed.

図7(a)は、車両撮影カメラ21がスクラップ積載車両Tの荷台を撮影することにより生成した画像の例である。この画像は、図6に示すテーブルの画像IDが「aaaa」のエントリーに対応する。 FIG. 7A is an example of an image generated by the vehicle photographing camera 21 photographing the loading platform of the scrap-loaded vehicle T. This image corresponds to the entry whose image ID is "aaaa" in the table shown in FIG.

複数の車両撮影カメラ21で互いに異なる方向から同時にスクラップ積載車両Tの荷台を撮影する場合、生成される複数の画像には同一のラベルが付与される。又は、生成される複数の画像の組を1つの入力データとして扱ってもよい。 When a plurality of vehicle photographing cameras 21 simultaneously photograph the loading platform of the scrap loading vehicle T from different directions, the same label is given to the generated images. Alternatively, a set of a plurality of generated images may be treated as one input data.

図7(b)は、リフマグ撮影カメラ22がリフティングマグネット91に持ち上げられた鉄スクラップSを撮影することにより生成した画像の例である。この画像は、図6に示すテーブルの画像IDが「bbbb」のエントリーに対応する。 FIG. 7( b) is an example of an image generated by the rifmag photographing camera 22 photographing the scrap iron S lifted by the lifting magnet 91. This image corresponds to the entry whose image ID is "bbbb" in the table shown in FIG.

複数のリフマグ撮影カメラ22で互いに異なる方向から同時にリフティングマグネット91に持ち上げられた鉄スクラップSを撮影する場合、生成される複数の画像には同一のラベルが付与される。又は、生成される複数の画像の組を1つの入力データとして扱ってもよい。 When the iron scraps S lifted by the lifting magnet 91 from different directions at the same time are photographed by the plurality of riff mag photographing cameras 22, the same label is given to the generated images. Alternatively, a set of a plurality of generated images may be treated as one input data.

機械学習に利用される画像は、必ずしも車両撮影カメラ21又はリフマグ撮影カメラ22で撮影した画像に限られず、例えば他の場所において撮影された鉄スクラップの画像であってもよい。 The image used for machine learning is not necessarily limited to the image captured by the vehicle photographing camera 21 or the riffmag photographing camera 22, and may be, for example, an iron scrap image photographed in another place.

また、図7(c)に示すような、等級毎の鉄スクラップSの集合の画像(すなわち、同じ等級の鉄スクラップSのみを含む画像)が機械学習に利用されてもよい。この画像は、図6に示すテーブルの画像IDが「cccc」のエントリーに対応する。 Further, an image of a set of iron scraps S for each grade (that is, an image including only the iron scraps S of the same grade) as shown in FIG. 7C may be used for machine learning. This image corresponds to the entry whose image ID is "cccc" in the table shown in FIG.

また、鉄スクラップSの集合の画像からユーザの操作入力に応じて切り出された部分画像を機械学習に利用してもよい。例えば経験のある検収員が着目する部分を画像から切り出して機械学習に利用することで、推定精度の向上を期待できる。 Further, a partial image cut out from the image of the set of iron scraps S in accordance with a user's operation input may be used for machine learning. For example, it is possible to expect an improvement in estimation accuracy by cutting out a portion of interest from an experienced inspector from the image and using it for machine learning.

図8は、学習済みモデルの生成方法としての学習フェーズの手順例を示すフロー図である。制御部10は、同図に示す情報処理をプログラムに従って実行することにより、画像取得部11及び学習部13として機能する。 FIG. 8 is a flowchart showing a procedure example of a learning phase as a method of generating a learned model. The control unit 10 functions as the image acquisition unit 11 and the learning unit 13 by executing the information processing shown in FIG.

まず、制御部10は、画像及びそれに対応付けられたラベルを取得する(S11、取得部としての処理)。学習フェーズにおいては、画像及びそれに対応付けられたラベルが予めデータベース20に格納され、必要に応じてデータベース20から読み出される。 First, the control unit 10 acquires an image and a label associated with the image (S11, processing as an acquisition unit). In the learning phase, the image and the label associated with the image are stored in the database 20 in advance and read from the database 20 as needed.

次に、制御部10は、複数用意された画像及びそれに対応付けられたラベルの組から一部を機械学習用のトレーニングデータとして抽出し(S12)、抽出したトレーニングデータを用いて機械学習を実行する(S13、学習部としての処理)。機械学習は、画像を入力データとし、ラベルを教師データとして行われる。これにより、画像から鉄スクラップSの集合の等級割合を推定するための学習済みモデルが構築される。 Next, the control unit 10 extracts a part of a set of prepared images and labels associated with the images as training data for machine learning (S12), and executes machine learning using the extracted training data. (S13, processing as learning unit). Machine learning is performed using images as input data and labels as teacher data. Thereby, a learned model for estimating the grade ratio of the set of the iron scrap S from the image is constructed.

次に、制御部10は、複数用意された画像及びそれに対応付けられたラベルの組からトレーニングデータとは別の一部をテストデータとして抽出し(S14)、抽出したテストデータを用いて学習済みモデルを評価する(S15)。その後、制御部10は、評価が所定以上であった学習済みモデルをデータベース20に保存し(S16)、学習フェーズを終了する。 Next, the control unit 10 extracts a part other than the training data as test data from a set of a plurality of prepared images and labels associated with the images (S14), and has learned using the extracted test data. The model is evaluated (S15). After that, the control unit 10 stores the learned model whose evaluation is equal to or higher than the predetermined value in the database 20 (S16), and ends the learning phase.

図9は、学習済みモデルの構築例を示す図である。学習済みモデルは、例えば畳込みニューラルネットワークであり、畳込み層、プーリング層、全結合層、及び出力層を含んでいる。特には、ニューロンを多段に組み合わせたディープニューラルネットワークが好適である。 FIG. 9 is a diagram showing an example of constructing a learned model. The trained model is, for example, a convolutional neural network, and includes a convolutional layer, a pooling layer, a fully connected layer, and an output layer. Particularly, a deep neural network in which neurons are combined in multiple stages is suitable.

出力層には、ラベル(図6参照)に対応する数の要素が設けられる。すなわち、鉄スクラップSの集合に含まれるヘビー屑の各等級の割合に対応する複数の要素が設けられる。 The output layer is provided with a number of elements corresponding to the labels (see FIG. 6). That is, a plurality of elements corresponding to the proportion of each grade of heavy scrap contained in the set of iron scrap S are provided.

出力層の等級割合に係る要素(ヘビー屑の各等級の割合に係る要素)には、例えばソフトマックス関数が用いられる。この場合、出力値が0〜1の間の実数で得られるので、出力値を割合として解釈することができる。 A softmax function, for example, is used for the element relating to the grade ratio of the output layer (the element relating to the ratio of each grade of heavy waste). In this case, since the output value is obtained as a real number between 0 and 1, the output value can be interpreted as a ratio.

なお、図示の畳込みニューラルネットワークはあくまでも一例であり、層構造はこれに限られず、畳込み層、プーリング層、及び全結合層の層数が異なっていてもよい。また、サポートベクタマシン、ガウス過程、決定木などのニューラルネットワーク以外の機械学習が用いられてもよい。 The illustrated convolutional neural network is merely an example, and the layer structure is not limited to this, and the number of layers of the convolutional layer, the pooling layer, and the total connection layer may be different. In addition, machine learning other than neural networks such as support vector machines, Gaussian processes, and decision trees may be used.

[推論フェーズ]
図5に示す制御部10が実現する機能部のうち、画像取得部11、推論部14、部分割合決定部15、及び全体割合決定部16は、推論フェーズを実行するための機能部であり、推定装置に相当する。推論フェーズは、スクラップ等級判定方法に相当する。
[Inference phase]
Of the functional units realized by the control unit 10 shown in FIG. 5, the image acquisition unit 11, the inference unit 14, the partial ratio determination unit 15, and the overall ratio determination unit 16 are functional units for executing the inference phase, It corresponds to an estimation device. The inference phase corresponds to the scrap grade determination method.

画像取得部11は、カメラ2により生成された鉄スクラップSの集合の画像を取得し、推論部14に出力する。推論フェーズにおいては、画像取得部11により取得された画像は推論部14に直接的に入力される。これに限らず、画像はデータベース20に一旦格納されてから読み出されてもよい。 The image acquisition unit 11 acquires an image of the set of iron scraps S generated by the camera 2 and outputs it to the inference unit 14. In the inference phase, the image acquired by the image acquisition unit 11 is directly input to the inference unit 14. Not limited to this, the image may be stored in the database 20 and then read.

推論部14は、画像取得部11により取得された画像を入力データとし、学習フェーズで構築された学習済みモデルを用いて、画像から鉄スクラップSの集合の等級割合を推定する。推論部14は、推定結果を部分割合決定部15に出力する。 The inference unit 14 uses the image acquired by the image acquisition unit 11 as input data, and uses the learned model constructed in the learning phase to estimate the grade ratio of the set of the iron scrap S from the image. The inference unit 14 outputs the estimation result to the partial ratio determination unit 15.

部分割合決定部15は、リフティングマグネット91が鉄スクラップSを持ち上げる毎に、持ち上げ直前に車両撮影カメラ21により生成された画像から推定された等級割合と、持ち上げ時にリフマグ撮影カメラ22により生成された画像から推定された等級割合とに基づいて、持ち上げられた鉄スクラップSの等級割合を決定する。 Every time the lifting magnet 91 lifts the iron scrap S, the partial ratio determination unit 15 estimates the grade ratio estimated from the image generated by the vehicle photographing camera 21 immediately before the lifting, and the image generated by the lift mag photographing camera 22 at the time of lifting. The grade ratio of the lifted iron scrap S is determined based on the grade ratio estimated from the above.

全体割合決定部16は、リフティングマグネット91が鉄スクラップSを持ち上げる毎に部分割合決定部15により決定された鉄スクラップSの等級割合に基づいて、スクラップ積載車両TからスクラップヤードYへ荷下ろしされた鉄スクラップS全体の等級割合を決定する。 The overall ratio determination unit 16 is unloaded from the scrap loading vehicle T to the scrap yard Y based on the grade ratio of the iron scrap S determined by the partial ratio determination unit 15 every time the lifting magnet 91 lifts the iron scrap S. The grade ratio of the entire iron scrap S is determined.

図10は、スクラップ等級判定方法としての推論フェーズの手順例を示すフロー図である。制御部10は、同図に示す情報処理をプログラムに従って実行することにより、画像取得部11、推論部14、部分割合決定部15、及び全体割合決定部16として機能する。 FIG. 10 is a flowchart showing a procedure example of an inference phase as a scrap grade determination method. The control unit 10 functions as the image acquisition unit 11, the inference unit 14, the partial ratio determination unit 15, and the overall ratio determination unit 16 by executing the information processing shown in FIG.

まず、制御部10は、車両撮影カメラ21(図3参照)により撮影された画像を取得する(S21、取得部としての処理)。車両撮影カメラ21により撮影された画像は、リフティングマグネット91に持ち上げられる前の、スクラップ積載車両Tの荷台に積み重なった鉄スクラップSの画像である。 First, the control unit 10 acquires an image captured by the vehicle imaging camera 21 (see FIG. 3) (S21, processing as an acquisition unit). The image photographed by the vehicle photographing camera 21 is an image of the iron scrap S stacked on the bed of the scrap-carrying vehicle T before being lifted by the lifting magnet 91.

次に、制御部10は、取得した画像を入力データとし、学習フェーズで作成された学習済みモデルを用いて、鉄スクラップSに含まれる等級割合(ヘビー屑の各等級の割合)を推定する(S22、推論部としての処理)。また、複数の車両撮影カメラ21で同時に撮影された複数の画像を取得する場合は、それぞれの画像から推定された等級割合を平均化する。 Next, the control unit 10 uses the acquired image as input data and estimates the grade ratio (rate of each grade of heavy scraps) contained in the iron scrap S using the learned model created in the learning phase ( S22, processing as an inference unit). When acquiring a plurality of images simultaneously photographed by a plurality of vehicle photographing cameras 21, the grade ratios estimated from the respective images are averaged.

次に、制御部10は、リフマグ撮影カメラ22(図4参照)により撮影された画像を取得する(S23、取得部としての処理)。リフマグ撮影カメラ22により撮影された画像は、スクラップ積載車両Tの荷台に積み重なった鉄スクラップSからリフティングマグネット91により持ち上げられた一部の鉄スクラップSの画像である。 Next, the control unit 10 acquires the image captured by the Rifumag camera 22 (see FIG. 4) (S23, processing as an acquisition unit). The image photographed by the lift mag photographing camera 22 is an image of a part of the iron scrap S lifted by the lifting magnet 91 from the iron scrap S stacked on the bed of the scrap loading vehicle T.

次に、制御部10は、取得した画像を入力データとし、学習フェーズで作成された学習済みモデルを用いて、鉄スクラップSに含まれる等級割合(ヘビー屑の各等級の割合)を推定する(S24、推論部としての処理)。また、複数のリフマグ撮影カメラ22で同時に撮影された複数の画像を取得する場合は、それぞれの画像から推定された等級割合を平均化する。 Next, the control unit 10 uses the acquired image as input data and estimates the grade ratio (the percentage of each grade of heavy scrap) contained in the iron scrap S using the learned model created in the learning phase ( S24, processing as an inference unit). When acquiring a plurality of images simultaneously photographed by a plurality of Rifmag photographing cameras 22, the grade ratios estimated from the respective images are averaged.

次に、制御部10は、S22で推定された等級割合とS24で推定された等級割合とを平均化し、平均化された等級割合をリフティングマグネット91に持ち上げられた鉄スクラップSの等級割合として決定する(S25、部分割合決定部としての処理)。平均化には、算術平均が用いられてもよいし、例えば一方を主、他方を副とするように重みが定められた加重平均が用いられてもよい。 Next, the control unit 10 averages the grade ratios estimated in S22 and S24 and determines the averaged grade ratio as the grade ratio of the iron scrap S lifted by the lifting magnet 91. (S25, processing as a partial ratio determination unit). For the averaging, an arithmetic average may be used, or, for example, a weighted average weighted such that one is a main and the other is a sub may be used.

ここで、リフティングマグネット91に持ち上げられる前の、スクラップ積載車両Tの荷台に積み重なった鉄スクラップSのうちの、車両撮影カメラ21により撮影される表層部分の鉄スクラップSは、リフマグ撮影カメラ22により撮影されるリフティングマグネット91に持ち上げられた鉄スクラップSとほぼ同じものである。すなわち、S21で取得した画像とS23で取得した画像とは、ほぼ同じ鉄スクラップSを異なる視点から表したものと言える。 Here, of the iron scraps S stacked on the bed of the scrap-loaded vehicle T before being lifted by the lifting magnet 91, the iron scrap S of the surface layer part taken by the vehicle shooting camera 21 is taken by the riff mag shooting camera 22. It is almost the same as the iron scrap S lifted by the lifting magnet 91. That is, it can be said that the image acquired in S21 and the image acquired in S23 represent almost the same iron scrap S from different viewpoints.

そのため、S25では、S22で推定された等級割合とS24で推定された等級割合とを平均化することで、リフティングマグネット91に持ち上げられた鉄スクラップSの等級割合を決定している。 Therefore, in S25, the grade ratio of the iron scrap S lifted by the lifting magnet 91 is determined by averaging the grade ratios estimated in S22 and S24.

制御部10は、スクラップ積載車両Tから全ての鉄スクラップSが荷下ろしされるまで、リフティングマグネット91が鉄スクラップSを持ち上げる毎にS21〜S25の処理を繰り返す(S26)。 The control unit 10 repeats the processing of S21 to S25 each time the lifting magnet 91 lifts the iron scrap S until all the iron scrap S is unloaded from the scrap loading vehicle T (S26).

スクラップ積載車両Tから全ての鉄スクラップSが荷下ろしされると(S26:YES)、制御部10は、リフティングマグネット91が鉄スクラップSを持ち上げる毎にS25で決定された等級割合を集計し、平均値を算出することで、スクラップ積載車両TからスクラップヤードYへ荷下ろしされた鉄スクラップS全体の等級割合を決定する(S27、全体割合決定部としての処理)。平均化には、算術平均が用いられてもよいし、例えば重量に応じた重みを乗じた加重平均が用いられてもよい。 When all the iron scraps S are unloaded from the scrap loading vehicle T (S26: YES), the control unit 10 totals the grade ratios determined in S25 every time the lifting magnet 91 lifts the iron scrap S, and averages the grade ratios. By calculating the value, the grade ratio of the entire iron scrap S unloaded from the scrap loading vehicle T to the scrap yard Y is determined (S27, processing as an overall ratio determination unit). For the averaging, an arithmetic average may be used, or for example, a weighted average obtained by multiplying a weight according to weight may be used.

その後、制御部10は、S27で決定された、スクラップ積載車両TからスクラップヤードYへ荷下ろしされた鉄スクラップS全体の等級割合を、推定結果として出力部6,7に送信する(S28)。出力部6,7は、受信した推定結果を例えば表示又は印刷等によって出力する。 After that, the control unit 10 transmits the grade ratio of the entire iron scrap S unloaded from the scrap loading vehicle T to the scrap yard Y determined in S27 to the output units 6 and 7 as an estimation result (S28). The output units 6 and 7 output the received estimation result by, for example, displaying or printing.

図11は、推論結果の出力例を示す図である。推定結果には、スクラップ積載車両TからスクラップヤードYへ荷下ろしされた鉄スクラップS全体の等級割合(ヘビー屑の各等級の割合)が含まれている。 FIG. 11 is a diagram showing an output example of the inference result. The estimation result includes the grade ratio of the entire iron scrap S unloaded from the scrap loading vehicle T to the scrap yard Y (the ratio of each grade of heavy scrap).

以上に説明した実施形態によれば、機械学習により予め作成された学習済みモデルを用いて、画像から鉄スクラップSの集合の等級割合を推定するので、推定精度の向上を図ることが可能となる。 According to the above-described embodiment, the grade ratio of the set of the iron scrap S is estimated from the image by using the learned model created in advance by machine learning, so that the estimation accuracy can be improved. ..

また、実施形態によれば、検収員による等級判定レベルのばらつきを無くし、等級判定レベルを平準化することが可能となる。 Further, according to the embodiment, it is possible to eliminate variations in grade determination levels among inspectors and level the grade determination levels.

また、実施形態によれば、複数のカメラ2により鉄スクラップSの集合を様々な角度から撮影した画像を利用することで、推定精度の更なる向上を図ることが可能となる。 In addition, according to the embodiment, it is possible to further improve the estimation accuracy by using the images obtained by shooting the set of the iron scrap S from various angles by the plurality of cameras 2.

さらに、例えばリフティングマグネット91に持ち上げられた鉄スクラップSを下方から覗き込むようにリフマグ撮影カメラ22で撮影する等、これまで検収員を配置することができなかった場所にもカメラ2を設置することにより、検収員の安全を確保しつつ鉄スクラップSの集合を様々な角度から撮影した画像を学習・推論に利用することが可能となる。 Further, the camera 2 should be installed in a place where the inspector could not be placed so far, for example, by taking a picture of the iron scrap S lifted by the lifting magnet 91 from below with the riffmag camera 22. As a result, it is possible to use the images of the set of the iron scrap S captured from various angles for learning and inference while ensuring the safety of the inspectors.

また、実施形態によれば、等級割合の推定を自動化するので、クレーン9の運転手1人で検収作業を実施でき、検収員の省力化を図ることが可能となる。さらに、クレーン9の運転自動化を組み合わせれば、鉄スクラップの受入、荷下ろし、検収作業の無人化を図ることも可能となる。 Further, according to the embodiment, since the grade ratio estimation is automated, the inspection work can be performed by one driver of the crane 9, and the labor of the inspection staff can be saved. Furthermore, by combining the automation of the operation of the crane 9, it is possible to receive iron scrap, unload it, and unattend the inspection work.

[第2実施形態]
以下、第2実施形態について説明する。上記実施形態と重複する構成又は手順については、同番号を付すことで詳細な説明を省略する。
[Second Embodiment]
The second embodiment will be described below. The same numbers are assigned to the same configurations or procedures as those in the above-described embodiment, and detailed description thereof will be omitted.

図12は、第2実施形態に係る判定装置1の構成例を示すブロック図である。制御部10は、画像取得部11、学習部13、推論部14、部分割合決定部15、及び全体割合決定部16に加えて、重量測定部12、重量算出部17、重量積算部18、及び重量補正部19を含んでいる。 FIG. 12 is a block diagram showing a configuration example of the determination device 1 according to the second embodiment. The control unit 10 includes, in addition to the image acquisition unit 11, the learning unit 13, the inference unit 14, the partial ratio determination unit 15, and the overall ratio determination unit 16, a weight measurement unit 12, a weight calculation unit 17, a weight integration unit 18, and The weight correction unit 19 is included.

[学習フェーズ]
画像取得部11により取得された鉄スクラップSの集合の画像は、等級割合及び重量を含むラベルと関連付けられてデータベース20に格納される。
[Learning phase]
The image of the set of the iron scraps S acquired by the image acquisition unit 11 is stored in the database 20 in association with the label including the grade ratio and the weight.

学習部13は、データベース20から画像及びそれに関連付けられたラベルを読み出して、画像を入力データとし、ラベルを教師データとして、画像から鉄スクラップSの集合の等級割合及び重量を推定するための学習済みモデルを機械学習により構築する。 The learning unit 13 reads out the image and the label associated with the image from the database 20, uses the image as input data, and uses the label as teacher data to estimate the grade ratio and weight of the set of the iron scrap S from the image. Build the model by machine learning.

図13は、画像とラベルとの関連付け例を示す図である。「ラベル」は、等級割合としての、鉄スクラップSの集合に含まれるヘビー屑の各等級(本例では、HS、H1、H2、H3、及びH4)の割合に加えて、鉄スクラップSの集合の重量を含んでいる。 FIG. 13 is a diagram showing an example of associating an image with a label. The “label” is the ratio of each grade (HS, H1, H2, H3, and H4 in this example) of heavy scraps included in the set of iron scrap S as a grade ratio, as well as the set of iron scrap S. Including the weight of.

なお、画像IDが「aaaa」のエントリーに対応する、車両撮影カメラ21がスクラップ積載車両Tの荷台を撮影することにより生成した画像(図7(a)参照)には、重量のラベルは付与されない。 Note that the weight label is not attached to the image (see FIG. 7A) generated by the vehicle photographing camera 21 photographing the loading platform of the scrap loading vehicle T, which corresponds to the entry with the image ID “aaaa”. ..

[推論フェーズ]
図12に示す制御部10が実現する機能部のうち、画像取得部11、推論部14、部分割合決定部15、全体割合決定部16、重量算出部17、重量積算部18、及び重量補正部19は、推論フェーズを実行するための機能部であり、推定装置に相当する。
[Inference phase]
Of the functional units realized by the control unit 10 shown in FIG. 12, the image acquisition unit 11, the inference unit 14, the partial ratio determination unit 15, the overall ratio determination unit 16, the weight calculation unit 17, the weight integration unit 18, and the weight correction unit. Reference numeral 19 is a functional unit for executing the inference phase, which corresponds to an estimation device.

推論部14は、画像取得部11により取得された画像を入力データとし、学習フェーズで構築された学習済みモデルを用いて、画像から鉄スクラップSの集合の等級割合及び重量を推定する。推論部14は、等級割合に係る推定結果を部分割合決定部15に出力し、重量に係る推定結果を重量算出部17に出力する。 The inference unit 14 uses the image acquired by the image acquisition unit 11 as input data and estimates the grade ratio and weight of the set of the iron scrap S from the image using the learned model constructed in the learning phase. The inference unit 14 outputs the estimation result related to the grade ratio to the partial ratio determination unit 15, and outputs the estimation result related to the weight to the weight calculation unit 17.

重量測定部12は、スクラップ受入現場の出入口に設けられた重量センサ3からスクラップ積載車両Tの進入時の重量と退出時の重量とを取得し、それらの差分を算出することで、スクラップ積載車両TからスクラップヤードYへ荷下ろしされた鉄スクラップS全体の重量(測定重量)を算出する。 The weight measuring unit 12 obtains the weight of the scrap loading vehicle T when the scrap loading vehicle T enters and the weight of the scrap loading vehicle T when the scrap loading vehicle T exits from the weight sensor 3 provided at the entrance of the scrap receiving site, and calculates the difference between them to obtain the scrap loading vehicle. The total weight (measured weight) of the iron scrap S unloaded from T to the scrap yard Y is calculated.

重量算出部17は、リフティングマグネット91が鉄スクラップSを持ち上げる毎に推論部14により推定された、持ち上げられた鉄スクラップSの重量を取得する。 The weight calculation unit 17 acquires the weight of the lifted iron scrap S estimated by the inference unit 14 every time the lifting magnet 91 lifts the iron scrap S.

また、重量算出部17は、部分割合決定部15により決定された持ち上げられた鉄スクラップSの等級割合と、推論部14により推定された持ち上げられた鉄スクラップSの重量とに基づいて、持ち上げられた鉄スクラップSに含まれる各等級の重量を算出する。 Further, the weight calculation unit 17 is lifted based on the grade ratio of the lifted iron scrap S determined by the partial ratio determination unit 15 and the weight of the lifted iron scrap S estimated by the inference unit 14. The weight of each grade contained in the iron scrap S is calculated.

重量積算部18は、リフティングマグネット91が鉄スクラップSを持ち上げる毎に推論部14により推定された鉄スクラップSの重量を積算することで、スクラップ積載車両TからスクラップヤードYへ荷下ろしされた鉄スクラップS全体の重量(推定重量)を算出する。 The weight accumulating unit 18 accumulates the weight of the iron scrap S estimated by the inference unit 14 every time the lifting magnet 91 lifts the iron scrap S, so that the iron scraps unloaded from the scrap loading vehicle T to the scrap yard Y are unloaded. The total weight of S (estimated weight) is calculated.

また、重量積算部18は、リフティングマグネット91が鉄スクラップSを持ち上げる毎に重量算出部17により算出された、持ち上げられた鉄スクラップSに含まれる各等級の重量を積算することで、スクラップ積載車両TからスクラップヤードYへ荷下ろしされた鉄スクラップS全体に含まれる各等級の重量(推定重量)も算出する。 In addition, the weight accumulating unit 18 accumulates the weights of the respective grades included in the lifted iron scrap S calculated by the weight calculating unit 17 every time the lifting magnet 91 lifts the iron scrap S, and thus the scrap loading vehicle. The weight (estimated weight) of each grade contained in the entire iron scrap S unloaded from T to the scrap yard Y is also calculated.

重量補正部19は、重量測定部12により算出された鉄スクラップS全体の測定重量に基づいて、重量積算部18により算出された鉄スクラップS全体の推定重量を補正する。 The weight correcting unit 19 corrects the estimated weight of the entire iron scrap S calculated by the weight integrating unit 18, based on the measured weight of the entire iron scrap S calculated by the weight measuring unit 12.

また、重量補正部19は、重量測定部12により算出された鉄スクラップS全体の測定重量と、重量積算部18により算出された鉄スクラップS全体の推定重量との比に基づいて、重量積算部18により算出された鉄スクラップS全体に含まれる各等級の推定重量も補正する。 The weight correction unit 19 also calculates the weight of the entire iron scrap S calculated by the weight measuring unit 12 and the estimated weight of the entire iron scrap S calculated by the weight integrating unit 18, based on the ratio. The estimated weight of each grade contained in the entire iron scrap S calculated by 18 is also corrected.

図14は、スクラップ等級判定方法としての推論フェーズの手順例を示すフロー図である。制御部10は、同図に示す情報処理をプログラムに従って実行することにより、画像取得部11、推論部14、部分割合決定部15、全体割合決定部16、重量算出部17、重量積算部18、及び重量補正部19として機能する。 FIG. 14 is a flowchart showing a procedure example of an inference phase as a scrap grade determination method. The control unit 10 executes the information processing shown in the figure according to a program to obtain an image acquisition unit 11, an inference unit 14, a partial ratio determination unit 15, an overall ratio determination unit 16, a weight calculation unit 17, a weight integration unit 18, And functions as the weight correction unit 19.

制御部10は、S23で取得されたリフマグ撮影カメラ22(図4参照)の画像を入力データとし、学習フェーズで作成された学習済みモデルを用いて、リフティングマグネット91に持ち上げられた鉄スクラップSに含まれる等級割合とともに、その重量を推定する(S31、推論部としての処理)。 The control unit 10 uses the image of the Rifumag photography camera 22 (see FIG. 4) acquired in S23 as input data, and uses the learned model created in the learning phase to change the iron scrap S lifted by the lifting magnet 91. The weight is estimated together with the included grade ratio (S31, processing as an inference unit).

なお、S22において、S21で取得された車両撮影カメラ21(図3参照)の画像を入力データとして学習済みモデルを用いた推定を行うが、ここでは、学習済みモデルにより鉄スクラップSの重量が推定されても、それを使用しない。 In S22, the estimation using the learned model is performed by using the image of the vehicle photographing camera 21 (see FIG. 3) acquired in S21 as input data. Here, the weight of the iron scrap S is estimated by the learned model. Even if you are, don't use it.

次に、制御部10は、S25及びS31で決定又は推定されたリフティングマグネット91に持ち上げられた鉄スクラップSの等級割合及びその重量を掛け合わせて、リフティングマグネット91に持ち上げられた鉄スクラップSに含まれる各等級の重量を算出する(S32、重量算出部としての処理)。 Next, the control unit 10 multiplies the lifting magnet 91 determined or estimated in S25 and S31 by the grade ratio of the iron scrap S lifted and its weight to include the iron scrap S lifted by the lifting magnet 91 in the weight ratio. The weight of each grade is calculated (S32, processing as a weight calculation unit).

次に、制御部10は、S31で推定されたリフティングマグネット91に持ち上げられた鉄スクラップSの重量を積算する(S33、重量積算部としての処理)。具体的には、制御部10は、メモリに格納されたそれまでの積算重量にS31で推定された重量を加算して、積算重量を更新する。さらに、制御部10は、S32で算出された各等級の重量も同様に積算する。 Next, the control unit 10 integrates the weight of the iron scrap S lifted by the lifting magnet 91 estimated in S31 (S33, processing as a weight integrating unit). Specifically, the control unit 10 updates the accumulated weight by adding the weight estimated in S31 to the accumulated weight stored in the memory up to that point. Further, the control unit 10 similarly integrates the weight of each grade calculated in S32.

次に、制御部10は、リフティングマグネット91が鉄スクラップSを持ち上げる毎にS33で積算された重量を、スクラップ積載車両TからスクラップヤードYへ荷下ろしされた鉄スクラップS全体の重量として決定する(S34)。さらに、制御部10は、S33で積算された各等級の重量も、鉄スクラップS全体に含まれる各等級の重量として同様に決定する。 Next, the control unit 10 determines the weight accumulated in S33 each time the lifting magnet 91 lifts the iron scrap S as the total weight of the iron scrap S unloaded from the scrap loading vehicle T to the scrap yard Y ( S34). Further, the control unit 10 similarly determines the weight of each grade accumulated in S33 as the weight of each grade included in the entire iron scrap S.

次に、制御部10は、S34で決定した鉄スクラップS全体の重量(推定重量)が、重量センサ3により測定された鉄スクラップS全体の重量(測定重量)と異なる場合に(S35:YES)、測定重量に基づいて推定重量を補正する(S36)。例えば、測定重量を正しい値として、推定重量を測定重量に置き換える。 Next, when the total weight (estimated weight) of the iron scrap S determined in S34 is different from the total weight (measured weight) of the iron scrap S measured by the weight sensor 3 (S35: YES). The estimated weight is corrected based on the measured weight (S36). For example, the measured weight is set to a correct value, and the estimated weight is replaced with the measured weight.

さらに、制御部10は、S34で決定した鉄スクラップS全体に含まれる各等級の重量に、測定重量と推定重量との比(測定重量/推定重量)を掛け合わせることで、鉄スクラップS全体に含まれる各等級の重量も補正する。 Further, the control unit 10 multiplies the weight of each grade contained in the entire iron scrap S determined in S34 by the ratio of the measured weight to the estimated weight (measured weight/estimated weight), to thereby obtain the entire iron scrap S. Correct the weight of each grade included.

その後、制御部10は、S27及びS34(又はS36)で決定された、スクラップ積載車両TからスクラップヤードYへ荷下ろしされた鉄スクラップS全体の等級割合及び重量を、推定結果として出力部6,7に送信する(S28)。出力部6,7は、受信した推定結果を例えば表示又は印刷等によって出力する。 After that, the control unit 10 determines the grade ratio and the weight of the entire iron scrap S unloaded from the scrap loading vehicle T to the scrap yard Y, which are determined in S27 and S34 (or S36), as the estimation result, and outputs the output unit 6, 6. 7 (S28). The output units 6 and 7 output the received estimation result by, for example, displaying or printing.

図15は、推論結果の出力例を示す図である。推定結果には、スクラップ積載車両TからスクラップヤードYへ荷下ろしされた鉄スクラップS全体の等級割合(ヘビー屑の各等級の割合)、鉄スクラップS全体の重量、及び鉄スクラップS全体に含まれる各等級の重量が含まれている。 FIG. 15 is a diagram showing an output example of the inference result. The estimation result includes the grade ratio of the entire iron scrap S unloaded from the scrap loading vehicle T to the scrap yard Y (proportion of each grade of heavy scrap), the total weight of the iron scrap S, and the total iron scrap S. The weight of each grade is included.

なお、鉄スクラップS全体に含まれる各等級の重量は、次のように算出されてもよい。従来、検収員は、スクラップ受入現場に進入したばかりの鉄スクラップS全体が積載されたスクラップ積載車両Tの荷台を観察するとともに、スクラップ積載車両Tの進入時の重量から車重を引いて得られる鉄スクラップS全体の重量を考慮して、鉄スクラップS全体に含まれる各等級の重量の概略を判断している。 The weight of each grade contained in the entire iron scrap S may be calculated as follows. Conventionally, the inspector observes the bed of the scrap loading vehicle T loaded with the entire iron scrap S that has just entered the scrap receiving site, and subtracts the vehicle weight from the weight of the scrap loading vehicle T at the time of entry. Considering the weight of the entire iron scrap S, the weight of each grade included in the entire iron scrap S is roughly determined.

これと同様の概略を得るため、スクラップ受入現場に進入したばかりの鉄スクラップS全体が積載されたスクラップ積載車両Tの荷台を撮影した車両撮影カメラ21の画像から鉄スクラップSに含まれる各等級の割合を推定し、それらに重量センサ3で測定した鉄スクラップS全体の重量を掛け合わせることで、鉄スクラップS全体に含まれる各等級の重量を算出してもよい。 In order to obtain an outline similar to this, from the image of the vehicle photographing camera 21 that photographs the bed of the scrap loading vehicle T on which the entire iron scrap S that has just entered the scrap receiving site is loaded, the images of each grade included in the iron scrap S are obtained. The weight of each grade included in the entire iron scrap S may be calculated by estimating the ratio and multiplying it by the weight of the entire iron scrap S measured by the weight sensor 3.

[第3実施形態]
以下、第3実施形態について説明する。上記実施形態と重複する構成又は手順については、同番号を付すことで詳細な説明を省略する。第3実施形態に係る判定装置1の構成例及び手順例は、上記図5、図8及び図10に示した第1実施形態に係る判定装置と同様である。
[Third Embodiment]
The third embodiment will be described below. The same numbers are assigned to the same configurations or procedures as those in the above-described embodiment, and detailed description thereof will be omitted. The configuration example and the procedure example of the determination device 1 according to the third embodiment are the same as those of the determination device according to the first embodiment shown in FIGS. 5, 8 and 10 above.

スクラップ受入現場においてスクラップ積載車両TからスクラップヤードYへクレーン9により荷下ろしされる鉄スクラップSには、ヘビー屑の他に、シュレッダー屑、新断、又は鋼ダライ粉や水分・ダスト等が混在していることがある。 At the scrap receiving site, the iron scrap S unloaded from the scrap loading vehicle T to the scrap yard Y by the crane 9 contains, in addition to heavy scraps, shredder scraps, new cuttings, or steel dull powder, water and dust, etc. Sometimes.

そこで、第3実施形態では、鉄スクラップSの集合に含まれるヘビー屑の各等級の割合だけでなく、シュレッダー屑、新断、鋼ダライ粉、及び水分・ダストの割合も学習・推定する。 Therefore, in the third embodiment, not only the proportion of each grade of heavy scrap contained in the set of iron scrap S, but also the proportion of shredder scrap, new cutting, steel Daray powder, and moisture/dust is learned and estimated.

すなわち、図16に示すように、学習フェーズに用いられる「ラベル」は、鉄スクラップSの集合に含まれるヘビー屑の各等級(HS、H1、H2、H3、及びH4)の割合に加えて、シュレッダー屑、新断、鋼ダライ粉、及び水分・ダストの割合も含んでいる。 That is, as shown in FIG. 16, the “label” used in the learning phase is, in addition to the proportion of each grade (HS, H1, H2, H3, and H4) of heavy scraps included in the set of iron scraps S, It also includes shredder scraps, new cuttings, steel Dalai powder, and water/dust ratios.

学習部13(図5参照)は、このようなラベルを教師データとして、画像から鉄スクラップSの集合に含まれるヘビー屑の各等級の割合とともにシュレッダー屑、新断、鋼ダライ粉、及び水分・ダストの割合を推定するための学習済みモデルを機械学習により構築する。 The learning unit 13 (see FIG. 5) uses such a label as teacher data, together with the ratio of each grade of heavy scraps included in the set of iron scraps S from the image, shredder scraps, new cutting, steel dull powder, and water content. Construct a trained model for estimating the dust ratio by machine learning.

そして、推論部14は、学習部13により構築された学習済みモデルを用いて、画像取得部11が取得した画像から鉄スクラップSの集合に含まれるヘビー屑の各等級の割合とともにシュレッダー屑、新断、鋼ダライ粉、及び水分・ダストの割合を推定する。 Then, the inference unit 14 uses the learned model constructed by the learning unit 13 and the ratio of each grade of the heavy scraps included in the set of the iron scraps S from the image acquired by the image acquisition unit 11 along with the shredder scraps and the new scraps. Estimate the proportion of cutoff, steel dwarf powder, and water/dust.

部分割合決定部15は、リフティングマグネット91に持ち上げられた鉄スクラップSの集合に含まれるヘビー屑の各等級の割合とともにシュレッダー屑、新断、鋼ダライ粉、及び水分・ダストの割合を決定する。 The partial ratio determination unit 15 determines the ratio of each grade of heavy scraps included in the set of iron scraps S lifted by the lifting magnet 91, as well as the ratio of shredder scraps, new cuttings, steel Daray powder, and moisture/dust.

全体割合決定部16は、スクラップ積載車両TからスクラップヤードYへ荷下ろしされた鉄スクラップS全体に含まれるヘビー屑の各等級の割合とともにシュレッダー屑、新断、鋼ダライ粉、及び水分・ダストの割合を決定する。 The overall ratio determining unit 16 determines the ratio of each grade of heavy scrap contained in the entire iron scrap S unloaded from the scrap loading vehicle T to the scrap yard Y, together with shredder scrap, new cutting, steel dull powder, and moisture/dust. Determine the proportion.

図17は、推論結果の出力例を示す図である。推定結果には、スクラップ積載車両TからスクラップヤードYへ荷下ろしされた鉄スクラップS全体に含まれるヘビー屑の各等級の割合とともにシュレッダー屑、新断、鋼ダライ粉、及び水分・ダストの割合が含まれている。 FIG. 17 is a diagram showing an output example of the inference result. The estimation result shows the ratio of each grade of heavy scrap contained in the entire iron scrap S unloaded from the scrap loading vehicle T to the scrap yard Y, as well as the ratio of shredder scrap, new cutting, steel Daray powder, and moisture/dust. include.

なお、シュレッダー屑、新断、又は鋼ダライ粉についても、各等級の割合を学習・推定してもよい。 It should be noted that the ratio of each grade may be learned and estimated for shredder scraps, new cuttings, or steel dwarf powder.

以上に説明した第3実施形態には、上記第2実施形態で説明した重量の学習・推定をさらに組み合わせてもよい。すなわち、鉄スクラップSの集合に含まれるヘビー屑の各等級、シュレッダー屑、新断、鋼ダライ粉、及び水分・ダストの割合及び重量を学習・推定してもよい。 The third embodiment described above may be further combined with the weight learning/estimation described in the second embodiment. That is, it is possible to learn and estimate the ratio and weight of each grade of heavy scraps, shredder scraps, new cuttings, steel Daray powder, and moisture/dust contained in the set of iron scraps S.

[第4実施形態]
以下、第4実施形態について説明する。上記実施形態と重複する構成又は手順については、同番号を付すことで詳細な説明を省略する。
[Fourth Embodiment]
The fourth embodiment will be described below. The same numbers are assigned to the same configurations or procedures as those in the above-described embodiment, and detailed description thereof will be omitted.

スクラップ受入現場においてスクラップ積載車両TからスクラップヤードYへクレーン9により荷下ろしされる鉄スクラップSには、ヘビー屑の他に、銅若しくは鉛等の非鉄金属、密閉物、規定寸法・重量以上のもの、又はダンゴ状の鉄筋等の受入除外品が混在していることがある。 At the scrap receiving site, the iron scrap S that is unloaded from the scrap loading vehicle T to the scrap yard Y by the crane 9 includes heavy scraps, non-ferrous metal such as copper or lead, hermetically sealed objects, and those having a specified size or weight or more. Or, exempted products such as dango-shaped reinforcing bars may be mixed.

そこで、第4実施形態では、鉄スクラップSの集合に含まれるヘビー屑の各等級の割合とともに、受入除外品の有無も学習・推定する。 Therefore, in the fourth embodiment, together with the proportion of each grade of heavy scrap contained in the set of iron scrap S, the presence/absence of rejected products is also learned/estimated.

図18は、第4実施形態に係る判定装置1の構成例を示すブロック図である。制御部10は、画像取得部11、学習部13、推論部14、部分割合決定部15、全体割合決定部16に加えて、警報判定部81を含んでいる。 FIG. 18 is a block diagram showing a configuration example of the determination device 1 according to the fourth embodiment. The control unit 10 includes an alarm determination unit 81 in addition to the image acquisition unit 11, the learning unit 13, the inference unit 14, the partial ratio determination unit 15, and the overall ratio determination unit 16.

警報出力部8は、例えば回転灯及びサイレン等を含んでおり、判定装置1(警報判定部81)からの出力指令を受信すると、警報を出力する。 The alarm output unit 8 includes, for example, a revolving light and a siren, and outputs an alarm when it receives an output command from the determination device 1 (alarm determination unit 81).

図19に示すように、学習フェーズに用いられる「ラベル」は、鉄スクラップSの集合に含まれるヘビー屑の各等級(HS、H1、H2、H3、及びH4)の割合に加えて、受入除外品の有無も含んでいる。 As shown in FIG. 19, the “label” used in the learning phase includes the ratio of each grade (HS, H1, H2, H3, and H4) of the heavy scraps included in the set of the iron scraps S, as well as the exclusion of acceptance. It also includes the presence or absence of goods.

なお、これに限らず、「ラベル」には、銅若しくは鉛等の非鉄金属、密閉物、規定寸法・重量以上のもの、又はダンゴ状の鉄筋等の受入除外品の種類毎の項目が設けられることが好ましい。 Not limited to this, the “label” is provided with items for each type of non-ferrous metal such as copper or lead, hermetically sealed objects, those having a specified size or weight or exempted goods such as dango-shaped reinforcing bars. Preferably.

学習部13は、このようなラベルを教師データとして、画像から鉄スクラップSの集合に含まれるヘビー屑の各等級の割合とともに受入除外品の有無を推定するための学習済みモデルを機械学習により構築する。 The learning unit 13 constructs a learned model for estimating the presence or absence of rejected products from the image by machine learning by using such labels as teacher data and the ratio of each grade of heavy scrap contained in the set of iron scrap S from the image. To do.

学習済みモデルに畳込みニューラルネットワーク(図9参照)を用いる場合、出力層の受入除外品の有無に係る要素は、例えば0以上1以下の値を出力するシグモイド関数を用いることが好ましい。 When a convolutional neural network (see FIG. 9) is used for the learned model, it is preferable to use, for example, a sigmoid function that outputs a value of 0 or more and 1 or less as an element related to the presence or absence of the exclusion product in the output layer.

そして、推論部14は、学習部13により構築された学習済みモデルを用いて、リフティングマグネット91が鉄スクラップSを持ち上げる毎に、画像取得部11が取得した画像から鉄スクラップSの集合に含まれるヘビー屑の各等級の割合とともに受入除外品の有無を推定する。推論部14は、受入除外品の有無に係る推定結果を警報判定部81に出力する。 Then, the inference unit 14 uses the learned model constructed by the learning unit 13 and is included in the set of iron scraps S from the image acquired by the image acquisition unit 11 every time the lifting magnet 91 lifts the iron scrap S. Estimate the presence or absence of exempted goods together with the ratio of each grade of heavy waste. The inference unit 14 outputs the estimation result regarding the presence or absence of the excluded product to the alarm determination unit 81.

警報判定部81は、推論部14からの推定結果に基づいて受入除外品の有無を判定し、受入除外品が有ると判定した場合に、警報出力部8に出力指令を送信して、警報を出力させる。例えば、受入除外品の有無を表す値(例えば0以上1以下の値)が閾値以上である場合に、受入除外品が有ると判定される。 The alarm determination unit 81 determines the presence/absence of an exclusion product based on the estimation result from the inference unit 14, and when it determines that there is an exclusion product, sends an output command to the alarm output unit 8 to issue an alarm. Output. For example, when the value indicating the presence or absence of the acceptance excluded product (for example, the value of 0 or more and 1 or less) is equal to or more than the threshold value, it is determined that there is the acceptance excluded product.

なお、銅又は鉛等の非鉄金属については、鉄スクラップSとの外観上の差が少なく、非鉄金属の識別精度が十分でないおそれがあるため、例えばレーザー、X線、又はγ線を用いた金属成分分析器等を補助的に使用してもよい。 Regarding non-ferrous metals such as copper and lead, there is little difference in appearance from the iron scrap S, and the accuracy of identifying non-ferrous metals may not be sufficient. Therefore, for example, metals using laser, X-rays, or γ-rays A component analyzer or the like may be used supplementarily.

以上に説明した第4実施形態には、上記第2実施形態で説明した重量の学習・推定をさらに組み合わせてもよい。すなわち、鉄スクラップSの集合に含まれるヘビー屑の各等級の割合及び重量を学習・推定するとともに、受入除外品の有無を学習・推定してもよい。 The weight learning/estimation described in the second embodiment may be further combined with the fourth embodiment described above. That is, the proportion and weight of each grade of heavy scraps included in the set of iron scraps S may be learned and estimated, and the presence or absence of rejected products may be learned and estimated.

また、第4実施形態には、上記第3実施形態で説明したシュレッダー屑、新断、鋼ダライ粉、及び水分・ダストの割合の学習・推定をさらに組み合わせてもよい。すなわち、鉄スクラップSの集合に含まれるヘビー屑の各等級、シュレッダー屑、新断、鋼ダライ粉、及び水分・ダストの割合を学習・推定するとともに、受入除外品の有無を学習・推定してもよい。 Further, the fourth embodiment may be further combined with the learning/estimation of the ratio of shredder dust, new cutting, steel Daray powder, and moisture/dust described in the third embodiment. That is, by learning and estimating the grades of heavy scraps, shredder scraps, new cuttings, steel Daray powder, and water/dust ratios contained in the set of iron scraps S, and learning/estimating the presence or absence of rejected products. Good.

また、第4実施形態には、上記第2実施形態で説明した重量の学習・推定、並びに上記第3実施形態で説明したシュレッダー屑、新断、鋼ダライ粉、及び水分・ダストの割合の学習・推定の両方を組み合わせてもよい。すなわち、鉄スクラップSの集合に含まれるヘビー屑の各等級、シュレッダー屑、新断、鋼ダライ粉、及び水分・ダストの割合及び重量を学習・推定するとともに、受入除外品の有無を学習・推定してもよい。 Further, in the fourth embodiment, the weight learning/estimation described in the second embodiment, and the ratio of the shredder waste, the new cutting, the steel Daray powder, and the moisture/dust described in the third embodiment are learned. -Both estimations may be combined. That is, while learning and estimating the grades and weights of heavy scraps included in the set of iron scraps S, shredder scraps, new cuttings, steel Darai powder, and moisture/dust, and whether or not there are rejected products. You may.

[第5実施形態]
以下、第5実施形態について説明する。上記実施形態と重複する構成又は手順については、同番号を付すことで詳細な説明を省略する。
[Fifth Embodiment]
The fifth embodiment will be described below. The same numbers are assigned to the same configurations or procedures as those in the above-described embodiment, and detailed description thereof will be omitted.

[学習フェーズ]
図20は、本実施形態において学習用画像に加工される前の元画像Lの例を示す図である。元画像Lは、リフティングマグネット91に持ち上げられた鉄スクラップSの集合をリフマグ撮影カメラ22(図4参照)等のカメラにより撮影した画像である。
[Learning phase]
FIG. 20 is a diagram showing an example of the original image L before being processed into the learning image in the present embodiment. The original image L is an image of a set of the iron scrap S lifted by the lifting magnet 91 taken by a camera such as the Rifmag shooting camera 22 (see FIG. 4).

リフティングマグネット91に持ち上げられた鉄スクラップSの集合は、通常、リフティングマグネット91から下方に向かうに従って徐々に狭まる略逆円錐形状(側面視においては略逆三角形状)となる。 The set of the iron scraps S lifted by the lifting magnet 91 usually has a substantially inverted conical shape (a substantially inverted triangular shape in a side view) that gradually narrows downward from the lifting magnet 91.

なお、リフティングマグネット91は、吊り具の一例である。これに限らず、吊り具としてグラブバケット等が用いられてもよい。 The lifting magnet 91 is an example of a hanging tool. Not limited to this, a grab bucket or the like may be used as the hanging tool.

図21は、元画像Lに施される画像加工の例を示す図である。まず、図21(a)に示すように、元画像Lにおいてリフティングマグネット91の範囲Nが特定される。リフティングマグネット91の範囲Nは、例えばユーザによって判断され、指定される。 FIG. 21 is a diagram showing an example of image processing performed on the original image L. First, as shown in FIG. 21A, the range N of the lifting magnet 91 in the original image L is specified. The range N of the lifting magnet 91 is determined and designated by the user, for example.

次に、図21(b)に示すように、リフティングマグネット91の範囲Nを基準として確定される部分画像LOが元画像Lから切り出される。部分画像LOは、リフティングマグネット91の下方の範囲を少なくとも含むように画定される。 Next, as shown in FIG. 21B, the partial image LO determined based on the range N of the lifting magnet 91 is cut out from the original image L. The partial image LO is defined so as to include at least the range below the lifting magnet 91.

具体的には、部分画像LOの左右端は、リフティングマグネット91の左右端よりもやや外側に位置している。部分画像LOの横幅は、リフティングマグネット91の横幅よりもやや広い程度(例えば1.1〜1.5倍程度)とされる。 Specifically, the left and right ends of the partial image LO are located slightly outside the left and right ends of the lifting magnet 91. The horizontal width of the partial image LO is set to be slightly wider (for example, about 1.1 to 1.5 times) than the horizontal width of the lifting magnet 91.

また、部分画像LOの上端は、リフティングマグネット91の上端の位置とされる。部分画像LOの下端は、リフティングマグネット91の下端から所定の高さだけ下方に位置している。 The upper end of the partial image LO is located at the upper end of the lifting magnet 91. The lower end of the partial image LO is located below the lower end of the lifting magnet 91 by a predetermined height.

具体的には、部分画像LOの下端は、部分画像LOと同じ横幅の、吊り部91の下端と重なる底辺を持ち、下方に向かうに従って徐々に狭まる逆三角形(例えば、逆直角三角形など)の範囲NNの下端(頂点)の位置とされる。 Specifically, the lower end of the partial image LO has the same horizontal width as the partial image LO, has a base overlapping with the lower end of the hanging portion 91, and is a range of an inverted triangle (for example, an inverted right triangle) that gradually narrows downward. The position is the lower end (vertex) of the NN.

次に、図21(c)に示すように、部分画像LOのうち、逆三角形の範囲NNを表示領域、他の範囲NFを非表示領域とするマスク処理が施される。例えば、逆三角形の範囲NNの左右に隣接する範囲NFが黒等で塗りつぶされる、又は透過にされる。 Next, as shown in FIG. 21C, a mask process is performed in which the range NN of the inverted triangle is the display area and the other range NF is the non-display area of the partial image LO. For example, the range NF adjacent to the left and right of the inverted triangular range NN is filled with black or the like or made transparent.

このように抽出・加工された部分画像LOが、学習フェーズにおける学習用画像として用いられる。これによれば、学習用画像において、着目する必要のない背景部分が除外されるため、学習効果の向上を図ることが可能となる。 The partial image LO extracted and processed in this way is used as a learning image in the learning phase. According to this, in the learning image, the background portion that does not need attention is excluded, so that the learning effect can be improved.

なお、学習フェーズにおいては、画像から鉄スクラップSの集合の等級割合を推定するための学習済みモデルの他に、画像中のリフティングマグネット91の範囲を推定するための学習済みモデル(以下、範囲推定用学習済みモデルという)がさらに構築される。 In the learning phase, in addition to the learned model for estimating the grade ratio of the set of iron scrap S from the image, a learned model for estimating the range of the lifting magnet 91 in the image (hereinafter, range estimation (Learned model) is further built.

例えば、範囲推定用学習済みモデルは、図21(a)に示した元画像Lを入力データとし、元画像Lで特定されたリフティングマグネット91の範囲Nを教師データとして、機械学習により構築される。 For example, the learned model for range estimation is constructed by machine learning using the original image L shown in FIG. 21A as input data and the range N of the lifting magnet 91 specified in the original image L as teacher data. ..

範囲推定用学習済みモデルは、例えばYOLO(You Only Look Once)、SSD(Single Shot MultiBox Detector)又はFaster R-CNN等の物体検出モデルである。 The learned model for range estimation is an object detection model such as YOLO (You Only Look Once), SSD (Single Shot MultiBox Detector), or Faster R-CNN.

[推論フェーズ]
図22は、第5実施形態に係る判定装置1の構成例を示すブロック図である。制御部10は、画像取得部11、学習部13、推論部14、部分割合決定部15、全体割合決定部16、重量算出部17、及び重量補正部19に加えて、範囲推定部41及び加工部42を含んでいる。
[Inference phase]
FIG. 22 is a block diagram showing a configuration example of the determination device 1 according to the fifth embodiment. The control unit 10, in addition to the image acquisition unit 11, the learning unit 13, the inference unit 14, the partial ratio determination unit 15, the overall ratio determination unit 16, the weight calculation unit 17, and the weight correction unit 19, the range estimation unit 41 and the processing. The part 42 is included.

図23は、判定装置1において実現される、スクラップ等級判定方法としての推論フェーズの手順例を示すフロー図である。判定装置1の制御部10は、同図に示す情報処理をプログラムに従って実行する。 FIG. 23 is a flowchart showing an example of the procedure of the inference phase as the scrap grade determination method realized by the determination device 1. The control unit 10 of the determination device 1 executes the information processing shown in FIG.

まず、制御部10は、リフマグ撮影カメラ22により撮影された画像(以下、カメラ画像という)を取得すると(S23)、上述の範囲推定用学習済みモデルを用いて、カメラ画像中のリフティングマグネット91の範囲を推定する(S49、範囲推定部41としての処理)。 First, when the control unit 10 acquires an image (hereinafter, referred to as a camera image) captured by the riff mug camera 22 (S23), the control unit 10 uses the range estimation learned model described above to detect the lifting magnet 91 in the camera image. The range is estimated (S49, processing as the range estimation unit 41).

次に、制御部10は、推定されたリフティングマグネット91の範囲に基づいて、カメラ画像に加工処理を施す(S50、加工部42としての処理)。加工処理は、上述の学習フェーズにおける加工処理と同様である(図21参照)。 Next, the control unit 10 performs processing on the camera image based on the estimated range of the lifting magnet 91 (S50, processing as the processing unit 42). The processing processing is the same as the processing processing in the learning phase described above (see FIG. 21).

具体的には、まず、図24(a)に示すように、リフマグ撮影カメラ22から取得されたカメラ画像Cにおいてリフティングマグネット91の範囲Mが推定される。 Specifically, first, as shown in FIG. 24A, the range M of the lifting magnet 91 is estimated in the camera image C acquired from the lift mag photographing camera 22.

次に、図21(b)に示すように、リフティングマグネット91の範囲Mを基準として確定される部分画像COがカメラ画像Cから切り出される。部分画像COは、リフティングマグネット91の下方の範囲を少なくとも含むように画定される。 Next, as shown in FIG. 21B, the partial image CO determined based on the range M of the lifting magnet 91 is cut out from the camera image C. The partial image CO is defined so as to include at least the range below the lifting magnet 91.

具体的には、部分画像COの左右端は、リフティングマグネット91の左右端よりもやや外側に位置している。部分画像COの横幅は、リフティングマグネット91の横幅よりもやや広い程度(例えば1.1〜1.5倍程度)とされる。 Specifically, the left and right ends of the partial image CO are located slightly outside the left and right ends of the lifting magnet 91. The horizontal width of the partial image CO is set to be slightly wider (for example, about 1.1 to 1.5 times) than the horizontal width of the lifting magnet 91.

また、部分画像COの上端は、リフティングマグネット91の上端の位置とされる。部分画像COの下端は、リフティングマグネット91の下端から所定の高さだけ下方に位置している。 The upper end of the partial image CO is located at the upper end of the lifting magnet 91. The lower end of the partial image CO is located below the lower end of the lifting magnet 91 by a predetermined height.

具体的には、部分画像COの下端は、部分画像COと同じ横幅の、吊り部91の下端と重なる底辺を持ち、下方に向かうに従って徐々に狭まる逆三角形(例えば、逆直角三角形など)の範囲MNの下端(頂点)の位置とされる。 Specifically, the lower end of the partial image CO has the same horizontal width as the partial image CO, has a base overlapping with the lower end of the hanging portion 91, and is a range of an inverted triangle (for example, an inverted right triangle) that gradually narrows downward. It is the position of the lower end (vertex) of MN.

次に、図24(c)に示すように、部分画像COのうち、逆三角形の範囲MNを表示領域、他の範囲MFを非表示領域とするマスク処理が施される。例えば、逆三角形の範囲MNの左右に隣接する範囲MFが黒等で塗りつぶされる、又は透過にされる。 Next, as shown in FIG. 24C, a mask process is performed in which the range MN of the inverted triangle is the display area and the other range MF is the non-display area of the partial image CO. For example, the range MF adjacent to the left and right of the range MN of the inverted triangle is filled with black or the like or made transparent.

その後、制御部10は、このように抽出・加工された部分画像COを入力データとし、等級割合及び重量を推定するための学習済みモデルを用いて、部分画像COに写った鉄スクラップSの集合に含まれる等級割合を推定する(図23のS31−S33)。 After that, the control unit 10 uses the partial image CO extracted and processed in this way as input data, and uses the learned model for estimating the grade ratio and the weight to collect the iron scrap S reflected in the partial image CO. The grade ratio included in is estimated (S31-S33 of FIG. 23).

これによれば、等級割合及び重量を推定する際に入力データとして用いられる画像において、学習用画像と同様に、着目する必要のない背景部分が除外されるため、等級割合の推定精度の向上を図ることが可能となる。 According to this, in the image used as the input data when estimating the grade ratio and the weight, as in the learning image, the background portion that does not need attention is excluded, so that the estimation accuracy of the grade ratio is improved. It is possible to plan.

なお、マスク処理において表示領域とする範囲MNの形状は、逆三角形に限られない。これは、推論フェーズのマスク処理に限らず、学習フェーズにおけるマスク処理においても同様である。 The shape of the range MN used as the display area in the mask processing is not limited to the inverted triangle. This applies not only to the masking process in the inference phase, but also to the masking process in the learning phase.

例えば、範囲MNの形状は、図25(c),(d)に示すように下方に向かうに従って徐々に狭まる逆台形状であってもよいし、図25(e),(f)に示すように矩形状であってもよい。また、図25(b),(d),(f)に示すように、範囲MNの上方の吊り具91及びその両側も、非表示領域として黒等で塗りつぶしてもよい。 For example, the shape of the range MN may be an inverted trapezoidal shape that gradually narrows downward as shown in FIGS. 25(c) and 25(d), or as shown in FIGS. 25(e) and 25(f). It may have a rectangular shape. Further, as shown in FIGS. 25(b), (d), and (f), the suspending tool 91 above the range MN and both sides thereof may be filled with black or the like as a non-display area.

[その他]
上記実施形態では、学習時の教師データとして使用される「ラベル」に重量が含まれ(図6参照)、推論時に鉄スクラップSの等級割合とともに重量を推定したが(図10参照)、それとは逆に、リフティングマグネット91が持ち上げた鉄スクラップSの重量を測定する重量測定部を設け、測定される重量を学習・推定の入力データとして用いてもよい。すなわち、学習時の入力データとして画像とともに重量を使用し、推論時に持ち上げられた鉄スクラップSの画像及び重量から等級割合を推定してもよい。
[Other]
In the above embodiment, the weight is included in the “label” used as teacher data during learning (see FIG. 6), and the weight is estimated together with the grade ratio of the iron scrap S during inference (see FIG. 10). Conversely, a weight measuring unit for measuring the weight of the iron scrap S lifted by the lifting magnet 91 may be provided, and the measured weight may be used as input data for learning/estimation. That is, the weight may be used together with the image as the input data at the time of learning, and the grade ratio may be estimated from the image and the weight of the iron scrap S lifted at the time of inference.

さらに、リフティングマグネット91が鉄スクラップSを持ち上げたときの音声を測定する音声測定部を設け、測定される音声を学習・推定の入力データとして用いてもよい。すなわち、学習時の入力データとして画像とともに音声を使用し、推論時に持ち上げられた鉄スクラップSの画像及び音声から等級割合を推定してもよい。 Furthermore, a voice measurement unit that measures the voice when the lifting magnet 91 lifts the iron scrap S may be provided, and the measured voice may be used as input data for learning/estimation. That is, the voice may be used together with the image as the input data at the time of learning, and the grade ratio may be estimated from the image and the voice of the iron scrap S lifted at the time of inference.

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は以上に説明した実施形態に限定されるものではなく、種々の変更が当業者にとって可能であることはもちろんである。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the embodiments described above, and it is needless to say that various modifications can be made by those skilled in the art.

1 判定装置(学習装置、推定装置)、2,21,22 カメラ、3 重量センサ、6,7 出力部、10 制御部、11 画像取得部、12 重量測定部、13 学習部、14 推論部、15 部分割合決定部、16 全体割合決定部、17 重量算出部、18 重量積算部、19 重量補正部、20 データベース、8 警報出力部、9 クレーン、91 リフティングマグネット、92 ランウェイガーダ、93 クレーンガーダ、94 クラブトロリ、95 歩廊、96 検収室、97 建屋柱、98 フックブロック、100 スクラップ等級判定システム、A 検収員、Y スクラップヤード、S 鉄スクラップ、T スクラップ積載車両、P 車両進入エリア

1 determination device (learning device, estimation device), 2, 21, 22 camera, 3 weight sensor, 6, 7 output unit, 10 control unit, 11 image acquisition unit, 12 weight measurement unit, 13 learning unit, 14 inference unit, 15 partial ratio determination unit, 16 total ratio determination unit, 17 weight calculation unit, 18 weight integration unit, 19 weight correction unit, 20 database, 8 alarm output unit, 9 crane, 91 lifting magnet, 92 runway girder, 93 crane girder, 94 Club Trolley, 95 Walkway, 96 Inspection Room, 97 Building Pillar, 98 Hook Block, 100 Scrap Grade Judgment System, A Inspector, Y Scrap Yard, S Iron Scrap, T Scrap Loading Vehicle, P Vehicle Entry Area

Claims (24)

大きさに応じた複数の等級の鉄スクラップが混在した、鉄スクラップの集合を撮影するカメラと、
鉄スクラップの集合の画像を入力データとし、各等級の割合を教師データとして機械学習により予め構築された学習済みモデルを用い、前記カメラにより生成された画像から前記鉄スクラップの集合に含まれる各等級の割合を推定する推論部と、
前記推論部による推定結果を出力する出力部と、
を備える、スクラップ等級判定システム。
A camera that shoots a set of iron scrap, in which multiple grades of iron scrap according to size are mixed,
Using an image of a set of iron scraps as input data, using a learned model pre-built by machine learning with the ratio of each grade as teacher data, each grade included in the set of iron scraps from the image generated by the camera An inference unit that estimates the ratio of
An output unit for outputting the estimation result by the inference unit,
A scrap grade determination system equipped with.
積み重なった鉄スクラップから一部の鉄スクラップを持ち上げるクレーンをさらに備え、
前記推論部は、前記クレーンが一部の鉄スクラップを持ち上げる毎に、前記カメラにより撮影された前記クレーンに持ち上げられた一部の鉄スクラップの画像から、当該一部の鉄スクラップに含まれる各等級の割合を推定する、
請求項1に記載のスクラップ等級判定システム。
Further equipped with a crane that lifts some iron scrap from the piled iron scrap,
Every time the crane lifts a part of the iron scrap, the inference unit, from the image of the part of the iron scrap lifted by the crane taken by the camera, each grade included in the part of the iron scrap. Estimate the proportion of,
The scrap grade determination system according to claim 1.
積み重なった鉄スクラップから一部の鉄スクラップを持ち上げるクレーンをさらに備え、
前記推論部は、前記クレーンが一部の鉄スクラップを持ち上げる毎に、前記カメラにより撮影された前記クレーンが一部の鉄スクラップを持ち上げる前の前記積み重なった鉄スクラップの画像から、当該一部の鉄スクラップに含まれる各等級の割合を推定する、
請求項1または2に記載のスクラップ等級判定システム。
Further equipped with a crane that lifts some iron scrap from the piled iron scrap,
Every time the crane lifts a part of the iron scrap, the inference unit determines, from the image of the stacked iron scrap before the crane lifts the part of the iron scrap, the part of the iron scrap. Estimate the proportion of each grade included in the scrap,
The scrap grade determination system according to claim 1.
前記クレーンに持ち上げられた一部の鉄スクラップの画像から推定される各等級の割合と、前記クレーンが一部の鉄スクラップを持ち上げる前の前記積み重なった鉄スクラップの画像から推定される各等級の割合とに基づいて、当該一部の鉄スクラップに含まれる各等級の割合を決定する部分割合決定部をさらに備える、
請求項2または3に記載のスクラップ等級判定システム。
Percentage of each grade estimated from images of some iron scrap lifted by the crane, and percentage of each grade estimated from images of the stacked iron scrap before the crane lifts some iron scrap Based on, and further comprising a partial proportion determination unit that determines the proportion of each grade contained in the iron scrap of the part,
The scrap grade determination system according to claim 2 or 3.
前記クレーンが一部の鉄スクラップを持ち上げる毎に推定される各等級の割合に基づいて、前記積み重なった鉄スクラップ全体に含まれる各等級の割合を決定する全体割合決定部をさらに備える、
請求項2ないし4の何れかに記載のスクラップ等級判定システム。
Based on the proportion of each grade estimated each time the crane lifts some iron scrap, further comprises an overall proportion determination unit that determines the proportion of each grade included in the entire stacked iron scrap.
The scrap grade judging system according to any one of claims 2 to 4.
前記推論部は、鉄スクラップの集合の画像を入力データとし、各等級の割合及び重量を教師データとして機械学習により予め構築された学習済みモデルを用い、前記カメラにより生成された画像から前記鉄スクラップの集合に含まれる各等級の割合及び前記鉄スクラップの集合の重量を推定する、
請求項1ないし5の何れかに記載のスクラップ等級判定システム。
The inference unit uses an image of a set of iron scrap as input data, and uses a learned model pre-constructed by machine learning with the ratio and weight of each grade as teacher data, and the iron scrap from the image generated by the camera. Estimating the proportion of each grade contained in the set and the weight of the set of iron scrap,
The scrap grade judging system according to any one of claims 1 to 5.
前記鉄スクラップの集合に含まれる各等級の割合及び前記鉄スクラップの集合の重量に基づいて、前記鉄スクラップの集合に含まれる各等級の重量を算出する重量算出部をさらに備える、
請求項6に記載のスクラップ等級判定システム。
Further comprising a weight calculation unit for calculating the weight of each grade included in the set of iron scraps, based on the ratio of each grade included in the set of iron scraps and the weight of the set of iron scraps,
The scrap grade determination system according to claim 6.
積み重なった鉄スクラップから一部の鉄スクラップを持ち上げるクレーンをさらに備え、
前記推論部は、前記クレーンが一部の鉄スクラップを持ち上げる毎に、前記カメラにより撮影された画像から、当該一部の鉄スクラップに含まれる各等級の割合及び当該一部の鉄スクラップの重量を推定する、
請求項6または7に記載のスクラップ等級判定システム。
Further equipped with a crane that lifts some iron scrap from the piled iron scrap,
Every time the crane lifts a part of the iron scrap, the inference unit determines the proportion of each grade included in the part of the iron scrap and the weight of the part of the iron scrap from the image captured by the camera. presume,
The scrap grade judging system according to claim 6 or 7.
前記クレーンが一部の鉄スクラップを持ち上げる毎に推定される重量を積算する重量積算部と、
前記積み重なった鉄スクラップ全体の重量を測定する重量測定部と、
前記重量測定部により測定された重量に基づいて、前記重量積算部により積算された重量を補正する重量補正部と、
をさらに備える、
請求項8に記載のスクラップ等級判定システム。
A weight integration unit that integrates the estimated weight each time the crane lifts some iron scrap,
A weight measuring unit for measuring the weight of the entire stacked iron scraps,
A weight correction unit that corrects the weight accumulated by the weight accumulating unit based on the weight measured by the weight measuring unit;
Further comprising,
The scrap grade determination system according to claim 8.
前記カメラは、前記大きさに応じた複数の等級の鉄スクラップ、及びそれとは異なる品種の鉄スクラップが混在した、鉄スクラップの集合を撮影し、
前記推論部は、鉄スクラップの集合の画像を入力データとし、各等級の割合及び異なる品種の割合を教師データとして機械学習により予め構築された学習済みモデルを用い、前記カメラにより生成された画像から前記鉄スクラップの集合に含まれる各等級の割合及び異なる品種の割合を推定する、
請求項1ないし9の何れかに記載のスクラップ等級判定システム。
The camera photographs a set of iron scraps, in which a plurality of grades of iron scraps according to the size and iron scraps of different types are mixed,
The inference unit uses an image of a set of iron scrap as input data, and uses a learned model pre-constructed by machine learning with the ratio of each grade and the ratio of different varieties as teacher data, and from the image generated by the camera. Estimating the proportion of each grade and the proportion of different varieties contained in the set of iron scrap,
The scrap grade determination system according to any one of claims 1 to 9.
前記カメラは、前記大きさに応じた複数の等級の鉄スクラップ、及び除外品が混在した、鉄スクラップの集合を撮影し、
前記推論部は、鉄スクラップの集合の画像を入力データとし、各等級の割合及び除外品の有無を教師データとして機械学習により予め構築された学習済みモデルを用い、前記カメラにより生成された画像から前記鉄スクラップの集合に含まれる各等級の割合及び除外品の有無を推定し、
除外品が有ると推定された場合に警報を出力する警報出力部をさらに備える、
請求項1ないし10の何れかに記載のスクラップ等級判定システム。
The camera captures a set of iron scraps in which a plurality of grades of iron scraps according to the size and excluding products are mixed,
The inference unit uses an image of a set of iron scrap as input data, and uses a learned model pre-built by machine learning as a teacher data for the ratio of each grade and the presence or absence of excluded products, and from the image generated by the camera. Estimating the ratio of each grade included in the set of iron scrap and the presence or absence of excluded products,
An alarm output unit is further provided that outputs an alarm when it is estimated that there are excluded products.
The scrap grade judging system according to any one of claims 1 to 10.
積み重なった鉄スクラップから一部の鉄スクラップを吊り具によって持ち上げるクレーンと、
前記カメラにより生成された画像から、前記吊り具の範囲を基準として画定される、前記吊り具の下方の範囲を少なくとも含む部分画像を抽出する加工手段と、
をさらに備え、
前記推論部は、前記部分画像から前記鉄スクラップの集合に含まれる各等級の割合を推定する、
請求項1ないし11の何れかに記載のスクラップ等級判定システム。
A crane that lifts some iron scrap from piled up iron scraps with hoisting equipment,
A processing unit that extracts, from the image generated by the camera, a partial image that includes at least a range below the suspending device, which is defined based on the range of the suspending device.
Further equipped with,
The inference unit estimates the proportion of each grade included in the set of iron scraps from the partial image,
The scrap grade judging system according to any one of claims 1 to 11.
前記加工手段は、前記部分画像のうち、前記吊り具から下方に向かうに従って徐々に狭まる範囲を表示領域とし、他の範囲を非表示領域とするマスク加工を施す、
請求項12に記載のスクラップ等級判定システム。
The processing means performs a mask process in which a display area is a range in which the display area gradually narrows as it goes downward from the hanger, and the other area is a non-display area in the partial image.
The scrap grade determination system according to claim 12.
前記カメラにより生成された画像中の前記吊り具の範囲を推定する範囲推定部をさらに備える、
請求項12または13に記載のスクラップ等級判定システム。
Further comprising a range estimation unit that estimates the range of the hanging device in the image generated by the camera,
The scrap grade determination system according to claim 12 or 13.
前記学習済みモデルは、クレーンの吊り具に持ち上げられた鉄スクラップの集合の画像から抽出された、前記吊り具の範囲を基準として画定される、前記吊り具の下方の範囲を少なくとも含む部分画像を入力データとして、機械学習により予め構築される、
請求項12ないし14の何れかに記載のスクラップ等級判定システム。
The learned model is a partial image extracted from an image of a set of iron scraps lifted by a crane sling, defined as a range of the sling, and including at least a range below the sling. As input data, pre-built by machine learning,
The scrap grade judging system according to any one of claims 12 to 14.
大きさに応じた複数の等級の鉄スクラップが混在した、鉄スクラップの集合をカメラにより撮影し、
鉄スクラップの集合の画像を入力データとし、各等級の割合を教師データとして機械学習により予め構築された学習済みモデルを用い、前記カメラにより生成された画像から前記鉄スクラップの集合に含まれる各等級の割合を推定し、
推定結果を出力する、
スクラップ等級判定方法。
A set of iron scraps mixed with multiple grades of iron scraps according to the size is taken with a camera,
Using an image of a set of iron scraps as input data, using a learned model pre-built by machine learning with the ratio of each grade as teacher data, each grade included in the set of iron scraps from the image generated by the camera Estimate the proportion of
Output the estimation result,
Scrap grade judgment method.
大きさに応じた複数の等級の鉄スクラップが混在した、鉄スクラップの集合をカメラにより撮影して得られる画像を取得する取得部と、
鉄スクラップの集合の画像を入力データとし、各等級の割合を教師データとして機械学習により予め構築された学習済みモデルを用い、前記カメラにより生成された画像から前記鉄スクラップの集合に含まれる各等級の割合を推定する推論部と、
を備える、推定装置。
An acquisition unit that acquires an image obtained by shooting a set of iron scraps with a camera, in which iron scraps of multiple grades according to the size are mixed,
Using an image of a set of iron scraps as input data, using a learned model pre-built by machine learning with the ratio of each grade as teacher data, each grade included in the set of iron scraps from the image generated by the camera An inference unit that estimates the ratio of
An estimation device comprising:
大きさに応じた複数の等級の鉄スクラップが混在した、鉄スクラップの集合をカメラにより撮影して得られる画像を取得する取得部、及び、
鉄スクラップの集合の画像を入力データとし、各等級の割合を教師データとして機械学習により予め構築された学習済みモデルを用い、前記カメラにより生成された画像から前記鉄スクラップの集合に含まれる各等級の割合を推定する推論部、
としてコンピュータを機能させるためのプログラム。
An acquisition unit that acquires an image obtained by capturing a set of iron scraps with a camera, in which a plurality of grades of iron scraps according to the size are mixed, and
Using an image of a set of iron scraps as input data, using a learned model pre-built by machine learning with the ratio of each grade as teacher data, each grade included in the set of iron scraps from the image generated by the camera An inference unit that estimates the ratio of
A program for operating a computer as a computer.
大きさに応じた複数の等級の鉄スクラップが混在した、鉄スクラップの集合をカメラにより撮影して得られる画像、及び前記鉄スクラップの集合に含まれる各等級の割合を取得する取得部と、
前記画像を入力データとし、前記各等級の割合を教師データとして、画像から鉄スクラップの集合に含まれる各等級の割合を推定するための学習済みモデルを機械学習により構築する学習部と、
を備える、学習装置。
Mixed with a plurality of grades of iron scraps according to size, an image obtained by capturing a set of iron scraps with a camera, and an acquisition unit for acquiring the ratio of each grade included in the set of iron scraps,
With the image as input data, the ratio of each grade as teacher data, a learning unit that constructs a learned model for estimating the ratio of each grade contained in the set of iron scrap from the image by machine learning,
A learning device.
前記学習済みモデルを構築するための入力データとして、等級毎の鉄スクラップの集合の画像も使用される、
請求項19に記載の学習装置。
An image of a set of iron scrap by grade is also used as input data to build the trained model.
The learning device according to claim 19.
前記画像は、クレーンの吊り具により持ち上げられた前記鉄スクラップの集合の画像から抽出された、前記吊り具の範囲を基準として画定される、前記吊り具の下方の範囲を少なくとも含む部分画像である、
請求項19に記載の学習装置。
The image is a partial image extracted from an image of the set of iron scraps lifted by the crane hoist and including at least a range below the hoist, defined based on the range of the hoist. ,
The learning device according to claim 19.
前記部分画像は、前記吊り具から下方に向かうに従って徐々に狭まる範囲を表示領域とし、他の範囲を非表示領域とするマスク加工が施された部分画像である、
請求項21に記載の学習装置。
The partial image is a partial image subjected to a masking process in which a range that gradually narrows downward from the hanging device is a display area and another range is a non-display area.
The learning device according to claim 21.
大きさに応じた複数の等級の鉄スクラップが混在した、鉄スクラップの集合をカメラにより撮影して得られる画像、及び前記鉄スクラップの集合に含まれる各等級の割合を取得する取得部、及び、
前記画像を入力データとし、前記各等級の割合を教師データとして、画像から鉄スクラップの集合に含まれる各等級の割合を推定するための学習済みモデルを機械学習により構築する学習部、
としてコンピュータを機能させるためのプログラム。
A mixture of a plurality of grades of iron scrap according to the size, an image obtained by shooting a set of iron scraps by a camera, and an acquisition unit that acquires the ratio of each grade included in the set of iron scraps, and
A learning unit that constructs a learned model by machine learning for estimating the proportion of each grade contained in the set of iron scrap from the image, using the image as input data and the proportion of each grade as teacher data,
A program for operating a computer as a computer.
大きさに応じた複数の等級の鉄スクラップが混在した、鉄スクラップの集合をカメラにより撮影して得られる画像、及び前記鉄スクラップの集合に含まれる各等級の割合を取得し、
前記画像を入力データとし、前記各等級の割合を教師データとして、画像から鉄スクラップの集合に含まれる各等級の割合を推定するための学習済みモデルを機械学習により構築する、
学習済みモデルの生成方法。

Multiple grades of iron scrap depending on the size are mixed, an image obtained by shooting a set of iron scraps by a camera, and the ratio of each grade included in the set of iron scraps is acquired,
Using the image as input data and the ratio of each grade as teacher data, a learned model for estimating the ratio of each grade included in a set of iron scrap from the image is constructed by machine learning.
How to generate a trained model.

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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020176909A (en) * 2019-04-17 2020-10-29 株式会社メタルワン Iron scrap inspection method and iron scrap inspection system
CN113642539A (en) * 2021-10-14 2021-11-12 阿里巴巴达摩院(杭州)科技有限公司 Cargo treatment and scrap steel treatment method and device
CN113810605A (en) * 2021-08-17 2021-12-17 阿里巴巴达摩院(杭州)科技有限公司 Target object processing method and device
WO2022034798A1 (en) 2020-08-14 2022-02-17 Jfeスチール株式会社 Scrap discrimination system and scrap discrimination method
WO2022260133A1 (en) * 2021-06-09 2022-12-15 日本製鉄株式会社 Monitoring system, monitoring method, program, and computer-readable recording medium in which computer program is stored
WO2023032549A1 (en) * 2021-09-01 2023-03-09 株式会社エフ・シー・シー Defect inspection device, defect inspection method, and prediction model generation method
WO2023199928A1 (en) * 2022-04-14 2023-10-19 株式会社アーステクニカ Determination device, selection device, and determination method

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11268835A (en) * 1998-03-23 1999-10-05 Nittetsu Osaka Engineering Kk Cargo collating device
JP2017109161A (en) * 2015-12-15 2017-06-22 ウエノテックス株式会社 Waste screening system and screening method therefor

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11268835A (en) * 1998-03-23 1999-10-05 Nittetsu Osaka Engineering Kk Cargo collating device
JP2017109161A (en) * 2015-12-15 2017-06-22 ウエノテックス株式会社 Waste screening system and screening method therefor

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020176909A (en) * 2019-04-17 2020-10-29 株式会社メタルワン Iron scrap inspection method and iron scrap inspection system
TWI787943B (en) * 2020-08-14 2022-12-21 日商杰富意鋼鐵股份有限公司 Waste identification system and waste identification method
WO2022034798A1 (en) 2020-08-14 2022-02-17 Jfeスチール株式会社 Scrap discrimination system and scrap discrimination method
JP7036296B1 (en) * 2020-08-14 2022-03-15 Jfeスチール株式会社 Scrap discrimination system and scrap discrimination method
KR20230029989A (en) 2020-08-14 2023-03-03 제이에프이 스틸 가부시키가이샤 Scrap determination system and scrap determination method
EP4197656A4 (en) * 2020-08-14 2024-01-24 Jfe Steel Corp Scrap discrimination system and scrap discrimination method
WO2022260133A1 (en) * 2021-06-09 2022-12-15 日本製鉄株式会社 Monitoring system, monitoring method, program, and computer-readable recording medium in which computer program is stored
JP7469731B2 (en) 2021-06-09 2024-04-17 日本製鉄株式会社 Monitoring system, monitoring method, and program
CN113810605A (en) * 2021-08-17 2021-12-17 阿里巴巴达摩院(杭州)科技有限公司 Target object processing method and device
WO2023032549A1 (en) * 2021-09-01 2023-03-09 株式会社エフ・シー・シー Defect inspection device, defect inspection method, and prediction model generation method
JP2023035643A (en) * 2021-09-01 2023-03-13 株式会社エフ・シー・シー Defect inspection device, defect inspection method and prediction model generation method
CN113642539A (en) * 2021-10-14 2021-11-12 阿里巴巴达摩院(杭州)科技有限公司 Cargo treatment and scrap steel treatment method and device
WO2023199928A1 (en) * 2022-04-14 2023-10-19 株式会社アーステクニカ Determination device, selection device, and determination method

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