JP2020203249A - Waste sorting storage device and waste treatment facility with the waste sorting storage device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、特性の異なる種々の廃棄物が混入していても適切に選別して貯留することができる廃棄物選別貯留装置、該廃棄物選別貯留装置を備えた廃棄物処理施設に関する。 The present invention relates to a waste sorting and storing device capable of appropriately sorting and storing various wastes having different characteristics, and a waste treatment facility provided with the waste sorting and storing device.
一般廃棄物や産業廃棄物等の廃棄物を処理する廃棄物処理施設としては、例えば廃棄物を焼却処理する焼却施設や、食品廃棄物からバイオガスを取り出すメタン発酵処理施設などがある。
このような廃棄物処理施設においては、処理不適物の除去という観点から、例えば、焼却施設では焼却不適物の除去が、メタン発酵処理施設では発酵不適物の除去がそれぞれ行われ、また、資源の有効活用といった観点から、廃棄物を投入する前に有用物の回収が行われる。
Examples of waste treatment facilities that treat waste such as general waste and industrial waste include incineration facilities that incinerate waste and methane fermentation treatment facilities that extract biogas from food waste.
In such a waste treatment facility, from the viewpoint of removing unsuitable substances, for example, incineration facilities remove unsuitable substances for incineration, methane fermentation treatment facilities remove unsuitable substances for fermentation, and resources. From the viewpoint of effective utilization, useful materials are collected before the waste is put in.
処理不適物の除去や有用物の回収に関し、例えば、特許文献１には、多種多様の物が混在する瓦礫や建築物を解体処理した廃棄物であっても効率よく選別することが可能な廃棄物の選別システムに関する技術が開示されている。
特許文献１に開示の廃棄物の選別システムは、「搬送手段上を搬送される廃棄物を、撮像装置で撮像された画像データ及び各種センサからの計測データに基づいて、その素材別に選別する際に、作業者が特定の廃棄物の素材情報を指定することによって、作業者が指定した素材情報が撮像装置で撮像された画像データ及び各種センサからの計測データと紐付けされて、選別教師データとして記憶部に記憶される。この選別教師データは、本発明の選別システムが廃棄物を選別する際の教師データとして利用され、学習データとして蓄積され、日々学習して高精度化される。この選別教師データは、瓦礫或いは住宅の解体によって生じる廃棄物をコンベアで搬送して選別する毎に、画像データや各種センサからの計測データに紐づけて記憶される。このように、作業者が素材を指定することにより、形状や大きさ、色調、色彩などが異なる種々の廃棄物に対する選別教師素材データを極めて効率的に収集・構築することができ、廃棄物選別の基礎データとすることができる。」（特許文献１の［００２２］参照）というものである。
Regarding the removal of unsuitable substances and the recovery of useful substances, for example, Patent Document 1 states that even rubble containing a wide variety of substances and waste obtained by dismantling a building can be efficiently sorted. The technology related to the sorting system of goods is disclosed.
The waste sorting system disclosed in Patent Document 1 states, "When sorting waste transported on a transport means by material based on image data captured by an imaging device and measurement data from various sensors. In addition, when the worker specifies the material information of specific waste, the material information specified by the worker is linked with the image data captured by the imaging device and the measurement data from various sensors, and the selection teacher data. This sorting teacher data is used as training data when the sorting system of the present invention sorts waste, is accumulated as learning data, and is learned daily to be highly accurate. The sorting teacher data is stored in association with image data and measurement data from various sensors each time the waste generated by the dismantling of rubble or a house is transported by a conveyor and sorted. In this way, the worker uses the material. By specifying, it is possible to collect and construct sorting teacher material data for various wastes with different shapes, sizes, colors, colors, etc. extremely efficiently, and it can be used as basic data for waste sorting. (See [0022] of Patent Document 1).
しかしながら、特許文献１に開示された技術では、搬送しながら廃棄物の種類を特定し選別するため、時間を要するという課題があった。
また、選別後の廃棄物を貯留する貯留槽に加えて搬送前に廃棄物を一時的に貯留する貯留槽が必要であるため、廃棄物処理施設全体が大きくなってしまうという課題があった。
However, the technique disclosed in Patent Document 1 has a problem that it takes time to identify and sort the type of waste while transporting it.
Further, since a storage tank for temporarily storing waste before transportation is required in addition to a storage tank for storing the sorted waste, there is a problem that the entire waste treatment facility becomes large.
本発明は、かかる課題を解決するためになされたものであり、廃棄物処理施設全体をコンパクトにできるとともに、種々の廃棄物が混入していても適切に選別することができる廃棄物選別貯留装置及び該廃棄物選別貯留装置を備えた廃棄物処理施設を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve such a problem, and is a waste sorting and storing device capable of making the entire waste treatment facility compact and appropriately sorting even if various wastes are mixed. And the purpose is to provide a waste treatment facility equipped with the waste sorting and storage device.
（１）本発明に係る廃棄物選別貯留装置は、廃棄物を廃棄物処理装置に供給すべきものとそうでないものに選別して貯留するものであって、
廃棄物を受け入れて一時的に貯留する貯留部と、前記貯留部に貯留された廃棄物を種類別に選別する選別装置と、種類の違いによって選別された廃棄物を種類ごとに貯留する選別廃棄物貯留区画と、を備え、
前記選別装置は、
前記貯留部に貯留された廃棄物を探査して該廃棄物の特性に基づく廃棄物特性情報を検知する廃棄物特性検知手段と、該廃棄物特性検知手段によって前記廃棄物特性情報が検知された廃棄物を前記選別廃棄物貯留区画における廃棄物の種類に対応する区画に移動する移動手段と、前記廃棄物特性検知手段により検知された前記廃棄物特性情報から廃棄物の種類を特定して前記移動手段を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、
前記廃棄物特性情報と廃棄物の種類とを紐付ける関係を教師データとして記憶する教師データ記憶部と、
前記廃棄物特性検知手段により検知された前記廃棄物特性情報と前記教師データ記憶部により記憶された前記教師データを比較して廃棄物の種類を特定する種類特定部と、
前記種類特定部によって種類が特定された廃棄物を、該種類に対応する選別廃棄物貯留区画に移動するように前記移動手段に移動指示する移動手段制御部と、
を備えていることを特徴とするものである。
(1) The waste sorting and storing device according to the present invention sorts and stores waste according to what should be supplied to the waste treatment device and what should not be supplied.
A storage unit that accepts and temporarily stores waste, a sorting device that sorts the waste stored in the storage unit by type, and a sorting waste that stores waste sorted by type. With a storage compartment,
The sorting device
The waste characteristic information was detected by the waste characteristic detecting means for exploring the waste stored in the storage unit and detecting the waste characteristic information based on the characteristics of the waste, and the waste characteristic detecting means. The type of waste is specified from the moving means for moving the waste to the section corresponding to the type of waste in the sorted waste storage section and the waste characteristic information detected by the waste characteristic detecting means. Equipped with a control unit that controls the means of transportation
The control unit
A teacher data storage unit that stores the relationship between the waste characteristic information and the type of waste as teacher data,
A type identification unit that specifies the type of waste by comparing the waste characteristic information detected by the waste characteristic detection means with the teacher data stored by the teacher data storage unit.
A moving means control unit that instructs the moving means to move the waste whose type is specified by the type specifying unit to the sorting waste storage section corresponding to the type.
It is characterized by having.
（２）また、上記（１）に記載のものにおいて、前記制御部は、前記廃棄物特性情報と廃棄物の種類とを紐付ける関係を機械的に学習して前記教師データを更新する機械学習部をさらに備えていることを特徴とするものである。 (2) Further, in the above-described item (1), the control unit mechanically learns the relationship between the waste characteristic information and the type of waste, and updates the teacher data. It is characterized by further providing a part.
（３）また、本発明の廃棄物処理施設は、上記（１）又は（２）に記載の廃棄物選別貯留装置を備えたことを特徴とするものである。 (3) Further, the waste treatment facility of the present invention is characterized by being provided with the waste sorting and storage device according to the above (1) or (2).
本発明によれば、廃棄物処理施設全体をコンパクトにできるとともに、種々の廃棄物が混入していても適切に選別することができる。 According to the present invention, the entire waste treatment facility can be made compact, and even if various wastes are mixed, they can be appropriately sorted.
本実施の形態に係る廃棄物選別貯留装置１は、図１に示すように、廃棄物３を焼却炉等の廃棄物処理装置に供給すべきものとそうでないものに選別して貯留するものであって、廃棄物３を受け入れて一時的に貯留する貯留部５と、貯留部５に貯留された廃棄物３を種類別に選別する選別装置７と、種類の違いによって選別された廃棄物３を種類ごとに貯留する選別廃棄物貯留区画９（図３参照）と、を備えている。
以下、各構成を詳細に説明する。
As shown in FIG. 1, the waste sorting and storing device 1 according to the present embodiment sorts and stores the waste 3 into one that should be supplied to a waste treatment device such as an incinerator and one that does not. A storage unit 5 that receives the waste 3 and temporarily stores the waste 3, a sorting device 7 that sorts the waste 3 stored in the storage unit 5 by type, and a type of waste 3 that is sorted according to the type. It is provided with a sorting waste storage section 9 (see FIG. 3) for storing each item.
Hereinafter, each configuration will be described in detail.
＜廃棄物処理装置＞
廃棄物処理装置は、廃棄物処理施設に設けられて廃棄物３をその特性により処理する装置であり、例えば、廃棄物３を焼却処理する焼却炉、ガス化溶融炉、あるいはメタン発酵槽を備えて食品廃棄物からバイオガスを取り出すメタン発酵装置等がある。
<Waste treatment equipment>
The waste treatment device is a device provided in a waste treatment facility to treat the waste 3 according to its characteristics, and is provided with, for example, an incinerator for incinerating the waste 3, a gasification melting furnace, or a methane fermentation tank. There is a methane incinerator that extracts biogas from food waste.
＜貯留部＞
貯留部５は、廃棄物３を回収するごみ収集車等によって搬送される廃棄物３を受け入れて貯留するものであり、例えば貯留ピット等である。このような貯留ピットには、貯留されている廃棄物３を焼却に適するよう発熱量を均一化させるために攪拌したり、貯留部５から焼却炉に向けて搬送したりするためのクレーンが設けられている。
<Reservoir>
The storage unit 5 receives and stores the waste 3 transported by a garbage truck or the like that collects the waste 3, and is, for example, a storage pit or the like. In such a storage pit, a crane is provided for stirring the stored waste 3 in order to make the calorific value uniform so as to be suitable for incineration, and for transporting the stored waste 3 from the storage unit 5 to the incinerator. Has been done.
＜選別装置＞
選別装置７は、貯留部５に貯留された廃棄物３を種類別に選別するものであり、廃棄物３の特性情報を検知する廃棄物特性検知手段１１と、廃棄物３を選別廃棄物貯留区画９に移動する本発明の移動手段としてのロボットアーム１３と、移動手段を制御する制御部１５とを備えている。
以下、選別装置７の各構成を詳細に説明する。
<Sorting device>
The sorting device 7 sorts the waste 3 stored in the storage unit 5 by type, and the waste characteristic detecting means 11 for detecting the characteristic information of the waste 3 and the sorting waste storage section for the waste 3. It includes a robot arm 13 as a moving means of the present invention that moves to 9, and a control unit 15 that controls the moving means.
Hereinafter, each configuration of the sorting device 7 will be described in detail.
《廃棄物特性検知手段》
廃棄物特性検知手段１１は、貯留部５に貯留された廃棄物３を探査して廃棄物３の特性に基づく廃棄物特性情報を検知する。検知した情報は、制御部１５に送信される。
廃棄物特性検知手段１１は、センサ、カメラ等あるいはこれらの組み合わせによって構成でき、図１に示すように、貯留部５の内壁に設置され、あるいはロボットアーム１３の先端部に設けられる。
<< Waste characteristic detection means >>
The waste characteristic detecting means 11 searches for the waste 3 stored in the storage unit 5 and detects the waste characteristic information based on the characteristics of the waste 3. The detected information is transmitted to the control unit 15.
The waste characteristic detecting means 11 can be configured by a sensor, a camera, or a combination thereof, and is installed on the inner wall of the storage unit 5 or at the tip of the robot arm 13 as shown in FIG.
ここで、選別の対象となる物とそれを検知する具体的手段について説明する。
選別対象としては、ポリ塩化ビニル（PVC）、空き缶などの金属、コンクリート塊、瀬戸物、ガラス瓶などの焼却不適物、水銀使用製品等が挙げられる。
Here, an object to be sorted and a specific means for detecting the object will be described.
Examples of the selection target include polyvinyl chloride (PVC), metals such as empty cans, concrete lumps, seto products, unsuitable products such as glass bottles, and products using mercury.
〔ポリ塩化ビニル（PVC）〕
ポリ塩化ビニル（PVC）は、重量比にして塩素が約半分を占める。そのため、焼却すると塩化水素ガスなどの腐食性ガスが発生し、炉を損傷させたり、ボイラ管を腐食させたりして、炉操業を阻害させる。それ故に、選別して焼却処理対象から外す必要がある。
PVC製品としては、例えば、衣類、壁紙、バッグ、インテリア（クッション材、断熱材、防音材、保護材など）、縄跳び用などのロープ、電線被覆（絶縁材）、防虫網（網戸など）、包装材料、水道パイプ、建築材料、農業用資材（農業用ビニール）、レコード盤、消しゴム等がある。
[Polyvinyl chloride (PVC)]
In polyvinyl chloride (PVC), chlorine accounts for about half by weight. Therefore, when incinerated, corrosive gas such as hydrogen chloride gas is generated, which damages the furnace and corrodes the boiler pipe, which hinders the operation of the furnace. Therefore, it is necessary to sort and exclude it from the incineration target.
PVC products include, for example, clothing, wallpaper, bags, interiors (cushioning materials, heat insulating materials, soundproofing materials, protective materials, etc.), ropes for skipping rope, electric wire coatings (insulating materials), insect nets (screen doors, etc.), packaging. There are materials, water pipes, building materials, agricultural materials (agricultural vinyl), record boards, erasers, etc.
ポリ塩化ビニル（PVC）を検知する廃棄物特性検知手段１１としては、近赤外線を照射し、吸収される光波長スペクトルの違いを利用する近赤外線センサ、X線を照射し、透過率の違いあるいは表面の元素から発生する蛍光X線スペクトルを利用するX線センサ、可視光の反射・透過により、明度・色・サイズ・形状を検知する通常（可視光）カメラ等が挙げられる。 As the waste characteristic detecting means 11 for detecting polyvinyl chloride (PVC), a near-infrared sensor that irradiates near-infrared light and utilizes the difference in the absorbed light wavelength spectrum, or irradiates X-ray with a difference in transmittance Examples include an X-ray sensor that uses a fluorescent X-ray spectrum generated from an element on the surface, and a normal (visible light) camera that detects brightness, color, size, and shape by reflecting / transmitting visible light.
〔焼却不適物〕
コンクリート塊、瀬戸物、ガラス瓶などの焼却不適物は、焼却後の灰処理作業の搬送に用いられるコンベアを詰まらせるなど灰処理作業（搬出作業等）に支障を与えることから、焼却処理対象から外す必要がある。
焼却不適物を検知する廃棄物特性検知手段１１としては、高出力パルスレーザ光を照射して瞬間的なプラズマを発生させ、その発光スペクトルを分析し元素を特定、主に金属を識別するレーザー励起プラズマ分光法(LIBS)や、主に鉄系金属を識別、選別する磁石、可視光の反射・透過により、明度・色・サイズ・形状を検知、ガラス瓶なども識別できる通常（可視光）カメラあるいは3Dカメラが挙げられる。
[Unsuitable for incineration]
Unsuitable items for incineration such as concrete lumps, seto items, and glass bottles interfere with ash processing work (unloading work, etc.) such as clogging the conveyor used for transporting ash processing work after incineration, so it is necessary to exclude them from incineration. There is.
As the waste characteristic detecting means 11 for detecting unsuitable substances for incineration, laser excitation is performed by irradiating high-power pulsed laser light to generate instantaneous plasma, analyzing the emission spectrum to identify elements, and mainly identifying metals. A normal (visible light) camera that can detect brightness, color, size, shape, and even glass bottles by plasma spectroscopy (LIBS), magnets that mainly identify and sort iron-based metals, and reflection / transmission of visible light. 3D camera can be mentioned.
〔水銀使用製品〕
水銀使用製品は、一部の水銀は燃焼排ガス中にガスとして含まれ、その濃度が規制値を超えると支障をきたし、操業の一時停止などの事態が生ずる可能性があり、焼却処理対象から外す必要がある。
水銀使用製品には、ランプ類（蛍光ランプほか）、水銀式血圧計、水銀式体温計、ボタン電池等がある。
[Products using mercury]
For products that use mercury, some mercury is contained as gas in the combustion exhaust gas, and if the concentration exceeds the regulation value, it may cause problems such as suspension of operation, so it is excluded from incineration. There is a need.
Mercury-based products include lamps (fluorescent lamps, etc.), mercury sphygmomanometers, mercury thermometers, button batteries, and the like.
水銀使用製品を検知する廃棄物特性検知手段１１は、通常（可視光）カメラと3Dカメラの組み合わせによりＡＩ（人工知能）に製品の特徴（形状など）を記憶させることで検知可能となる。 The waste characteristic detecting means 11 for detecting a product using mercury can be detected by storing the product characteristics (shape, etc.) in AI (artificial intelligence) by combining a normal (visible light) camera and a 3D camera.
《ロボットアーム》
ロボットアーム１３は、廃棄物特性検知手段１１によって廃棄物特性情報が検知された廃棄物３を、選別廃棄物貯留区画９（図３参照）における廃棄物３の種類に対応する区画に移動させるものである。
ロボットアーム１３の例としては、図１、図２に示すように、先端に廃棄物３をキャッチ（把持、保持）できる機構を備え、貯留部５の壁に設置されたものが適用できる。
廃棄物３をキャッチする機構としては、図２（ａ）に示すように、廃棄物３を可動爪１７によって把持できるクリップ型のものや、図２（ｂ）に示すように、廃棄物３を吸引部１９で吸引することで保持できるバキューム型のものが適用できる。
《Robot arm》
The robot arm 13 moves the waste 3 whose waste characteristic information has been detected by the waste characteristic detecting means 11 to a section corresponding to the type of the waste 3 in the sorted waste storage section 9 (see FIG. 3). Is.
As an example of the robot arm 13, as shown in FIGS. 1 and 2, a robot arm 13 provided with a mechanism capable of catching (grasping and holding) the waste 3 at the tip thereof and installed on the wall of the storage unit 5 can be applied.
As a mechanism for catching the waste 3, as shown in FIG. 2 (a), a clip type mechanism in which the waste 3 can be gripped by the movable claw 17 or, as shown in FIG. 2 (b), the waste 3 is used. A vacuum type that can be held by suction with the suction unit 19 can be applied.
ロボットアーム１３の配置としては、例えば、図３に示すように、貯留部５の内部をＡ、Ｂ、Ｃ及びＤの４つの区画に分割して、各区画に一つのロボットアーム１３を設置する。
ここで、各ロボットアーム１３の動作に関し、区画Ａに設置したロボットアーム１３を例に挙げて説明する。
また、ロボットアーム１３の動作に関し、ロボットアーム１３の先端に廃棄物特性検知手段１１であるセンサが設置されている場合を例に挙げて、図４に基づいて説明する。
図４に示すように、区画Ａを、１列の幅が50cm〜1mの探査対象列に６分割し、ロボットアーム１３の先端が、列１から列６まで順に移動して探査する。具体的には、列１の図中下から上に探査しながら移動し、列２の図中上から下に移動しながら探査し、このような動きを繰り返すことで、列６まで移動する。
As for the arrangement of the robot arm 13, for example, as shown in FIG. 3, the inside of the storage unit 5 is divided into four compartments A, B, C and D, and one robot arm 13 is installed in each compartment. ..
Here, the operation of each robot arm 13 will be described by taking the robot arm 13 installed in the compartment A as an example.
Further, the operation of the robot arm 13 will be described with reference to FIG. 4 by taking as an example a case where a sensor which is a waste characteristic detecting means 11 is installed at the tip of the robot arm 13.
As shown in FIG. 4, the section A is divided into six exploration target rows having a width of 50 cm to 1 m in one row, and the tip of the robot arm 13 moves in order from row 1 to row 6 for exploration. Specifically, it moves while exploring from the bottom to the top of the figure in column 1, explores while moving from top to bottom in the figure of column 2, and repeats such movements to move to column 6.
なお、ロボットアーム１３に廃棄物特性検知手段１１が取り付けられていない場合には、ロボットアーム１３は各区画内の全体を順に移動する必要はなく、制御部１５によって支持された位置に移動できるようにすればよい。
また、本発明の移動手段はロボットアーム１３に限らず、制御部１５の指示により所定の位置に移動して、選別対象となった廃棄物３をキャッチして選別廃棄物貯留区画９に移動できるものであれば、その形状、機構は特に限定されない。
When the waste characteristic detecting means 11 is not attached to the robot arm 13, the robot arm 13 does not need to move in order in each section, and can move to a position supported by the control unit 15. It should be.
Further, the moving means of the present invention is not limited to the robot arm 13, and can move to a predetermined position according to the instruction of the control unit 15, catch the waste 3 to be sorted, and move to the sorting waste storage section 9. If it is a thing, its shape and mechanism are not particularly limited.
《制御部》
制御部１５は、廃棄物特性検知手段１１により検知された廃棄物特性情報から、廃棄物３の種類を特定して、ロボットアーム１３を制御する。
このような機能を有する制御部１５は、教師データを記憶する教師データ記憶部２１と、廃棄物特性情報に基づいて廃棄物３の種類を特定する種類特定部２３と、移動手段の動作制御を行う移動手段制御部２５と、教師データ記憶部２１の教師データを更新する機械学習部２７と、を備えている（図１参照）。
《Control unit》
The control unit 15 identifies the type of waste 3 from the waste characteristic information detected by the waste characteristic detecting means 11 and controls the robot arm 13.
The control unit 15 having such a function controls the operation of the teacher data storage unit 21 that stores the teacher data, the type identification unit 23 that specifies the type of the waste 3 based on the waste characteristic information, and the moving means. It includes a moving means control unit 25 for performing the movement, and a machine learning unit 27 for updating the teacher data of the teacher data storage unit 21 (see FIG. 1).
教師データ記憶部２１は、廃棄物特性情報と廃棄物３の種類とを紐付ける関係を教師データとして記憶するものである。
種類特定部２３は、廃棄物特性検知手段１１により検知された廃棄物特性情報と前記教師データ記憶部に記憶された教師データを比較して廃棄物３の種類を特定する。
移動手段制御部２５は、種類特定部２３によって種類が特定された廃棄物３を、該種類に対応する選別廃棄物貯留区画９に移動するように移動手段に移動指示する。
なお、移動手段がロボットアーム１３であり、ロボットアーム１３の先端に廃棄物特性検知手段１１としてのセンサが取り付けられている場合には、廃棄物３から選別するべきものを探査するためのロボットアーム１３の動作は、移動手段制御部２５によって行われるようにするのが好ましい。
The teacher data storage unit 21 stores the relationship between the waste characteristic information and the type of waste 3 as teacher data.
The type identification unit 23 identifies the type of waste 3 by comparing the waste characteristic information detected by the waste characteristic detecting means 11 with the teacher data stored in the teacher data storage unit.
The moving means control unit 25 instructs the moving means to move the waste 3 whose type is specified by the type specifying unit 23 to the sorting waste storage section 9 corresponding to the type.
When the moving means is the robot arm 13 and the sensor as the waste characteristic detecting means 11 is attached to the tip of the robot arm 13, the robot arm for searching for what should be sorted from the waste 3. It is preferable that the operation of 13 is performed by the moving means control unit 25.
機械学習部２７（ＡＩ）は、教師データ記憶部２１に記憶されている教師データを機械学習により更新する。ここで、教師データの更新は、例えば、あらかじめ教師データ用の画像を用意して、それに基づいて機械学習を行うことで教師データを更新してもよいし、あるいは、廃棄物特性検知手段１１としての3Dカメラからの画像情報に基づいて、操作者がモニタの表示を見て、廃棄物特性情報と廃棄物３の種類を紐づけ、紐づけ情報を入力することで教師データを更新するようにしてもよい。
なお、機械学習部２７（ＡＩ）によって更新された教師データは、教師データ記憶部２１に最新の教師データとして反映される。
また、教師データは、特許文献１に開示されているように、機械学習部２７により学習を実施するようにプログラミング処理され、誤差逆伝播法による最適化手法を用いた畳み込みニューラルネットワークにより機械学習を実施するように構成されていてもよい。
さらに、機械学習部２７（ＡＩ）は、教師データ記憶部２１の記憶機能を兼ね備えるようにしてもよい。
The machine learning unit 27 (AI) updates the teacher data stored in the teacher data storage unit 21 by machine learning. Here, for updating the teacher data, for example, the teacher data may be updated by preparing an image for the teacher data in advance and performing machine learning based on the image, or as the waste characteristic detecting means 11. Based on the image information from the 3D camera, the operator looks at the display on the monitor, associates the waste characteristic information with the type of waste 3, and updates the teacher data by inputting the association information. You may.
The teacher data updated by the machine learning unit 27 (AI) is reflected in the teacher data storage unit 21 as the latest teacher data.
Further, as disclosed in Patent Document 1, the teacher data is programmed so as to be learned by the machine learning unit 27, and machine learning is performed by a convolutional neural network using an optimization method based on the backpropagation method. It may be configured to carry out.
Further, the machine learning unit 27 (AI) may also have the storage function of the teacher data storage unit 21.
＜選別廃棄物貯留区画＞
選別廃棄物貯留区画９は、種類の違いによって選別された廃棄物３を種類ごとに貯留するために設けられた区画である。
選別廃棄物貯留区画９は、図３に示すように、貯留部５に隣接して設けられ、例えば焼却するのに適さない廃棄物３を貯留する「焼却不適物」区画２９、ポリ塩化ビニル（PVC）を貯留する「ＰＶＣ」区画３１、水銀使用製品を貯留する「水銀使用製品」区画３３に区分されている。
<Sorting waste storage area>
The sorted waste storage section 9 is a section provided for storing the waste 3 sorted according to the type.
As shown in FIG. 3, the sorting waste storage section 9 is provided adjacent to the storage section 5, and is, for example, a “non-incineration” section 29 for storing waste 3 unsuitable for incineration, polyvinyl chloride (polyvinyl chloride). It is divided into a "PVC" section 31 for storing PVC) and a "mercury-using product" section 33 for storing mercury-containing products.
選別廃棄物貯留区画９は、図３のように複数の区画に分かれているものに限定されず、例えば焼却炉に設けられた貯留部５に設ける場合には、「焼却不適物」区画２９のみからなるものでもよい。
また、選別廃棄物貯留区画９は、貯留部５の内部に設けられてもよく、あるいは貯留部５の外部に設けられてもよい。
The sorting waste storage section 9 is not limited to the one divided into a plurality of sections as shown in FIG. 3, and when it is provided in the storage section 5 provided in the incinerator, for example, only the “incineration unsuitable” section 29 is provided. It may consist of.
Further, the sorting waste storage section 9 may be provided inside the storage section 5 or may be provided outside the storage section 5.
次に、上記のように構成された廃棄物選別貯留装置１の動作について、廃棄物処理装置として焼却炉を、移動手段として先端にセンサを付けたロボットアーム１３を例に挙げて説明する。
家庭から排出される廃棄物３（可燃ごみ）は、ごみ収集車により焼却施設に運搬され、貯留部５では、その種類に関係なく、全て所定範囲の大きさに破砕したうえで、貯留用ごみピット（貯留部５）に投入（搬入）される。貯留部５に貯留された廃棄物３は、クレーン等によって定期的に攪拌が行われ、また焼却炉に向けて搬出が行われる。
Next, the operation of the waste sorting and storage device 1 configured as described above will be described by taking as an example an incinerator as a waste treatment device and a robot arm 13 having a sensor at the tip as a means of transportation.
Waste 3 (combustible waste) discharged from households is transported to an incineration facility by a garbage truck, and the storage unit 5 crushes all the waste to a predetermined size regardless of the type, and then stores the waste. It is put (carried in) into the pit (storage unit 5). The waste 3 stored in the storage unit 5 is periodically agitated by a crane or the like, and is carried out to an incinerator.
貯留部５内では、各ロボットアーム１３（図４参照）が担当区画を移動しており、その先端に取り付けられたセンサ（廃棄物特性検知手段１１）が廃棄物３を常時探査し、廃棄物３の特性に基づく廃棄物特性情報を検知している。
検知した廃棄物特性情報は、制御部１５に送信される。制御部１５では、種類特定部２３が廃棄物特性情報と教師データを比較して廃棄物３の種類を特定し、選別の対象かどうかを判断、及び選別対象の場合にはその種類の特定をする。
特定された種類が、例えばポリ塩化ビニル（PVC）であった場合には、選別の対象となるため、移動手段制御部２５がロボットアーム１３を制御して、ロボットアーム１３に当該廃棄物３をキャッチさせ、選別廃棄物貯留区画９における「ＰＶＣ」区画３１に移動し、当該廃棄物３の把持を解除して当該廃棄物３を「ＰＶＣ」区画３１内に投入する。
In the storage unit 5, each robot arm 13 (see FIG. 4) is moving in the section in charge, and a sensor (waste characteristic detecting means 11) attached to the tip of the robot arm 13 constantly searches for the waste 3 and wastes. Waste characteristic information based on the characteristics of 3 is detected.
The detected waste characteristic information is transmitted to the control unit 15. In the control unit 15, the type identification unit 23 compares the waste characteristic information with the teacher data to identify the type of waste 3, determines whether or not it is a target for sorting, and if it is a target for sorting, specifies the type. To do.
If the specified type is, for example, polyvinyl chloride (PVC), it is subject to sorting. Therefore, the moving means control unit 25 controls the robot arm 13 to send the waste 3 to the robot arm 13. After catching, the robot moves to the "PVC" compartment 31 in the sorting waste storage compartment 9, releases the grip of the waste 3, and puts the waste 3 into the "PVC" compartment 31.
上記のような動作を繰り返すことで、貯留部５に貯留された廃棄物３の中から、例えば焼却対象として相応しくないものが選別廃棄物貯留区画９に移動され、貯留部５に貯留されている廃棄物３はその大部分が焼却対象となる。
貯留部５では、定期的にクレーンによって廃棄物３の焼却炉への搬出が行われ、焼却対象として相応しい廃棄物３を対象とした適切な焼却処理が行われる。他方、選別廃棄物貯留区画９に移動した廃棄物３については、それぞれの特性に適した処分、例えば埋立やリサイクルなどに供される。
By repeating the above operation, among the wastes 3 stored in the storage unit 5, for example, those that are not suitable for incineration are moved to the sorting waste storage section 9 and stored in the storage unit 5. Most of the waste 3 is incinerated.
In the storage unit 5, the waste 3 is periodically carried out to the incinerator by a crane, and an appropriate incineration treatment for the waste 3 suitable for incineration is performed. On the other hand, the waste 3 that has been moved to the sorting waste storage section 9 is used for disposal suitable for each characteristic, such as landfill or recycling.
このように本実施の形態によれば、貯留部５に貯留されている状態の廃棄物３に対して、廃棄物特性検知手段１１によって廃棄物特性情報を検知するようにしたので、廃棄物特性情報を得るために例えばベルトコンベア等で搬送する必要がなく、無駄な時間を要さない。
また、廃棄物特性情報を検知するために、一時的な貯留をする必要もなく、設備の大型化を招くこともない。
また、本実施の形態では、機械学習部２７を備えているので、機械学習部２７によって、教師データ記憶部２１に記憶されている教師データが更新され、廃棄物３の選別精度ならびに処理速度が向上する。
As described above, according to the present embodiment, the waste characteristic information is detected by the waste characteristic detecting means 11 for the waste 3 stored in the storage unit 5, so that the waste characteristics are detected. There is no need to transport the information on a belt conveyor or the like in order to obtain information, and no wasted time is required.
Further, in order to detect the waste characteristic information, it is not necessary to temporarily store the waste, and the equipment does not become large in size.
Further, in the present embodiment, since the machine learning unit 27 is provided, the machine learning unit 27 updates the teacher data stored in the teacher data storage unit 21, and the sorting accuracy and processing speed of the waste 3 are improved. improves.
また、本実施の形態の廃棄物選別貯留装置１を、焼却炉やメタン発酵装置を備えている廃棄物処理施設３５に設置することで、施設の大型化を招くことなく、各処理方法に適した廃棄物３の処理を迅速かつ適切に行うことができる。 Further, by installing the waste sorting and storing device 1 of the present embodiment in the waste treatment facility 35 equipped with an incinerator and a methane fermentation device, it is suitable for each treatment method without causing an increase in size of the facility. The waste 3 can be treated quickly and appropriately.
なお、上述したように、貯留部５では貯留されている廃棄物３をクレーン等によって定期的に攪拌しているので、このクレーンの動きとロボットアーム１３とが干渉しないようにする必要があるが、制御部１５における移動手段制御部２５に、クレーンの稼動時間のデータを入力し、移動手段制御部２５はこのデータに基づいて、これと重ならないようにロボットアーム１３の制御を行うようにすればよい。 As described above, since the stored waste 3 is periodically agitated by a crane or the like in the storage unit 5, it is necessary to prevent the movement of the crane from interfering with the robot arm 13. , Data of the operating time of the crane is input to the moving means control unit 25 in the control unit 15, and the moving means control unit 25 controls the robot arm 13 based on this data so as not to overlap with the data. Just do it.
また、上記の説明では、選別廃棄物貯留区画９は特定された種類に対応する区画に区分されるものであったが、選別廃棄物貯留区画９に種類が特定できない廃棄物３を投入するための「仕分け不可」区画を設け、操作者が画像をもとに仕分け不可と判断したものを投入するようにしてもよい。仕分け不可とした特性情報については、機械学習部２７に登録することで、以後は自動判断できるようにすればよい。 Further, in the above description, the sorting waste storage section 9 is divided into sections corresponding to the specified types, but in order to put the waste 3 whose type cannot be specified into the sorting waste storage section 9. The "unsortable" section may be provided, and the operator may input what is judged to be unsortable based on the image. The characteristic information that cannot be sorted may be registered in the machine learning unit 27 so that it can be automatically determined thereafter.
また、上記の説明では、ロボットアーム１３が探査するタイミングについては特に限定しておらず、貯留部５に設けられている搬出用のクレーンと干渉しないタイミングで行えばよいが、例えば、貯留部５に貯留されている廃棄物３の量を検知できるセンサを設置し、貯留部５における廃棄物３の貯留量との関係で、ロボットアーム１３による探査のタイミングを変えるようにしてもよい。例えば、貯留部５に貯留されている廃棄物量が多くなっている場合には、ロボットアーム１３による探査のタイミングを短くして、焼却対象となる廃棄物３を焼却炉に搬出する時間間隔を短くできるようにしてもよい。 Further, in the above description, the timing of exploration by the robot arm 13 is not particularly limited, and it may be performed at a timing that does not interfere with the unloading crane provided in the storage unit 5, but for example, the storage unit 5 A sensor capable of detecting the amount of waste 3 stored in the storage unit 5 may be installed, and the timing of exploration by the robot arm 13 may be changed in relation to the amount of waste 3 stored in the storage unit 5. For example, when the amount of waste stored in the storage unit 5 is large, the timing of exploration by the robot arm 13 is shortened, and the time interval for carrying out the waste 3 to be incinerated to the incinerator is shortened. You may be able to do it.
また、上記説明した各廃棄物処理施設３５は、それぞれ選別装置７を有し、各選別装置７には教師データ記憶部２１を備えているが、さらに、図５に示すように、コンピュータによって構成される管理装置３７や表示装置３９を備えた管理センタ４１を設け、各施設の選別装置７に蓄積されている教師データを総合的に管理する管理データベース４３を設けるようにしてもよい。
管理データベース４３には、各施設の教師データが送信され、総合的な教師データに統括され、管理データベース４３として一括管理される。このようにすることで、例えば廃棄物処理施設３５Ａにおいては特性に基づく種類特定ができなかった廃棄物３について、総合的な教師データを利用することで、特定可能になるという効果が得られる。
また、新規に廃棄物処理施設３５Ｃを建設しても、管理センタ４１に蓄積されている管理データベース４３を活用することで、すぐに施設を稼働させることができ、また、すでに稼働している施設でデータの損失があった場合でも、即座に管理センタ４１から補填することができる。
Further, each of the waste treatment facilities 35 described above has a sorting device 7, and each sorting device 7 is provided with a teacher data storage unit 21, but is further configured by a computer as shown in FIG. A management center 41 provided with a management device 37 and a display device 39 may be provided, and a management database 43 for comprehensively managing teacher data stored in the sorting device 7 of each facility may be provided.
The teacher data of each facility is transmitted to the management database 43, is integrated into the comprehensive teacher data, and is collectively managed as the management database 43. By doing so, for example, in the waste treatment facility 35A, it is possible to obtain the effect that the waste 3 whose type cannot be specified based on the characteristics can be specified by using the comprehensive teacher data.
In addition, even if a new waste treatment facility 35C is constructed, the facility can be operated immediately by utilizing the management database 43 stored in the management center 41, and the facility is already in operation. Even if there is a data loss in the above, it can be immediately compensated from the management center 41.
１ 廃棄物選別貯留装置
３ 廃棄物
５ 貯留部
７ 選別装置
９ 選別廃棄物貯留区画
１１ 廃棄物特性検知手段
１３ ロボットアーム
１５ 制御部
１７ 可動爪
１９ 吸引部
２１ 教師データ記憶部
２３ 種類特定部
２５ 移動手段制御部
２７ 機械学習部
２９ 「焼却不適物」区画
３１ 「ＰＶＣ」区画
３３ 「水銀使用製品」区画
３５ 廃棄物処理施設
３５Ａ 廃棄物処理施設（焼却施設）
３５Ｂ 廃棄物処理施設（メタン発酵処理施設）
３５Ｃ 廃棄物処理施設（新規施設）
３７ 管理装置
３９ 表示装置
４１ 管理センタ
４３ 管理データベース
1 Waste sorting and storage device 3 Waste 5 Storage section 7 Sorting device 9 Sorting waste storage section 11 Waste characteristic detection means 13 Robot arm 15 Control unit 17 Movable claw 19 Suction unit 21 Teacher data storage unit 23 Type identification unit 25 Move Means Control Unit 27 Machine Learning Department 29 "Incineration Inappropriate" Section 31 "PVC" Section 33 "Mercury-Used Products" Section 35 Waste Treatment Facility 35A Waste Treatment Facility (Incineration Facility)
35B Waste treatment facility (methane fermentation treatment facility)
35C Waste treatment facility (new facility)
37 Management device 39 Display device 41 Management center 43 Management database
Claims (3)
廃棄物を受け入れて一時的に貯留する貯留部と、前記貯留部に貯留された廃棄物を種類別に選別する選別装置と、種類の違いによって選別された廃棄物を種類ごとに貯留する選別廃棄物貯留区画と、を備え、
前記選別装置は、
前記貯留部に貯留された廃棄物を探査して該廃棄物の特性に基づく廃棄物特性情報を検知する廃棄物特性検知手段と、該廃棄物特性検知手段によって前記廃棄物特性情報が検知された廃棄物を前記選別廃棄物貯留区画における廃棄物の種類に対応する区画に移動する移動手段と、前記廃棄物特性検知手段により検知された前記廃棄物特性情報から廃棄物の種類を特定して前記移動手段を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、
前記廃棄物特性情報と廃棄物の種類とを紐付ける関係を教師データとして記憶する教師データ記憶部と、
前記廃棄物特性検知手段により検知された前記廃棄物特性情報と前記教師データ記憶部に記憶された前記教師データを比較して廃棄物の種類を特定する種類特定部と、
前記種類特定部によって種類が特定された廃棄物を、該種類に対応する選別廃棄物貯留区画に移動するように前記移動手段に移動指示する移動手段制御部と、
を備えていることを特徴とする廃棄物選別貯留装置。 It is a waste sorting and storage device that sorts and stores waste according to what should be supplied to the waste treatment device and what should not be supplied.
A storage unit that receives waste and temporarily stores it, a sorting device that sorts the waste stored in the storage unit by type, and a sorting waste that stores waste sorted by type. With a storage compartment,
The sorting device
The waste characteristic information was detected by the waste characteristic detecting means for exploring the waste stored in the storage unit and detecting the waste characteristic information based on the characteristics of the waste, and the waste characteristic detecting means. The type of waste is specified from the moving means for moving the waste to the section corresponding to the type of waste in the sorting waste storage section and the waste characteristic information detected by the waste characteristic detecting means. Equipped with a control unit that controls the means of transportation
The control unit
A teacher data storage unit that stores the relationship between the waste characteristic information and the type of waste as teacher data,
A type identification unit that specifies the type of waste by comparing the waste characteristic information detected by the waste characteristic detection means with the teacher data stored in the teacher data storage unit.
A moving means control unit that instructs the moving means to move the waste whose type is specified by the type specifying unit to the sorting waste storage section corresponding to the type.
A waste sorting and storage device characterized by being equipped with.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP2019111746A JP2020203249A (en) | 2019-06-17 | 2019-06-17 | Waste sorting storage device and waste treatment facility with the waste sorting storage device |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2806224C1 (en) * | 2022-12-21 | 2023-10-30 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Донской государственный аграрный университет" | Waste sorting method |
-
2019
- 2019-06-17 JP JP2019111746A patent/JP2020203249A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2806224C1 (en) * | 2022-12-21 | 2023-10-30 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Донской государственный аграрный университет" | Waste sorting method |
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