JP2023058205A - 砂利生産管理方法および砂利生産管理用コンピュータプログラム - Google Patents
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Abstract
Description
原石を篩に掛けて大小のサイズに選別する選別工程と、大サイズとして選別された原石を破砕機械に掛けて破砕する破砕工程とを繰り返して前記原石を規格サイズの砂利に加工する砂利生産工程を、コンピュータを備えた管理システムにより管理する砂利生産管理方法において、
前記砂利生産工程に投入される投入原石の撮影画像を取得する画像取得工程と、
機械学習機能を備えた原石検出モデルを用いて、前記撮影画像から個々の原石が写っている原石画像部位を抽出し、抽出した前記原石画像部位のそれぞれを取り囲む大きさのバウンディングボックスを生成する原石検出工程と、
前記原石画像部位を表す前記バウンディングボックスのサイズ(面積)を算出し、算出したサイズ(面積)をサイズ選別用の基準値と比較して、前記原石画像部位に写っている原石を、前記規格サイズ以下の小サイズ原石および前記規格サイズを超える大サイズ原石に分類し、これら小サイズ原石および大サイズ原石の個数を算出する原石品質判定工程と、
表示装置の表示画面上に、各原石画像部位が前記バウンディングボックスで囲まれた状態の前記撮影画像と共に、各バウンディングボックスのサイズ(面積)、および、前記小サイズ原石および前記大サイズ原石それぞれの個数を表示する表示工程と、
を備えていることを特徴としている。
また、管理事務所において、管理サーバが、撮影画像および検出結果を受信する受信工程と、受信した検出結果に基づく品質判定工程と、登録工程と、撮影画像を検出結果および判定結果と共に管理用モニターに表示する表示工程と、品質判定結果をエッジデバイスに送信する送信工程とを実行する。
さらに、砂利工場において、エッジデバイスが、品質判定結果を受信する受信工程と、カメラの撮影画像を、原石検出結果および受信した品質判定結果と共に、工場側モニターの画面に表示する表示工程とを実行する。
図1は砂利生産管理システムの全体構成を示す概略構成図である。砂利生産管理システム1は、砂利工場2に設置した工場側システム3と、砂利工場2を管理する管理事務所4に設置した管理側システム5と、砂利の原料となる原石を採取する原石採取場6に設置された採取場側システム7とを備えている。これらのシステム3、5、7はそれぞれコンピュータを中心に構成されており、予めインストールされているソフトウエアを実行することにより以下に述べる各工程・処理を実行する。これらのシステム3、5、7の間は、無線あるいは有線による通信回線8を介して接続される。
砂利工場2に設置したエッジデバイス31にインストールされている学習済みの原石検出モデル34はAIを活用した畳み込みニューラルネットワーク(CNN)などの機械学習機アルゴリズムからなる物体検知モデルであり、例えば、広く利用されているYOLOシリーズを用いることができる。
図4(A)および(B)は、原石検出モデル34によって検出された原石検出結果35(バウンディングボックス12の情報)から投入原石9の品質を判定する手順を示す概略フローチャートおよび説明図である。管理側システム5の管理サーバ51は、原石検出結果35を受信すると、原石画像部位を表すバウンディングボックス12のサイズ(面積)を算出し、算出したサイズ(面積)をサイズ選別用の基準値である閾値と比較して、原石画像部位に写っている投入原石9を、規格サイズ以下の小サイズ原石9Sおよび規格サイズを超える大サイズ原石9Lに分類し、これら小サイズ原石9Sおよび大サイズ原石9Lの個数を算出する。
管理側システム5の管理側モニター53の画面上には、原石撮影画像が表示されると共に、判定結果が表示される。図5は表示画面の一例を示す説明図である。この図に示すように、管理側モニター53の表示画面上に、各原石画像部位がバウンディングボックス12で囲まれた状態の撮影画像11が表示される。表示された各バウンディングボックス12の上辺枠に沿って、算出されたサイズ(面積)が「size 119.0」などと表示される。表示画面53の表示領域の上側の一方の隅の部位には、サイズ選別用の閾値が「Threshold : 50」などと表示され、その下に、大サイズ原石9Lの個数が「Large Count: 5」などと表示され、その下に、小サイズ原石9Sの個数が「Small Count: 23」などと表示される。なお、表示形態は一例であり、各種の形態で表示可能である。また、撮影画像11に含まれている投入原石9の大小サイズの比率、大小サイズの面積の比率なども算出される場合には、円グラフ、棒グラフなどの各種の表示形態で、これらを画面上に表示することができる。
図6は、本例の砂利生産管理システム1の主要機能・作用を纏めて示す説明図である。上記のように砂利生産管理システム1では、砂利工場2における最初の工程箇所、例えば、原石投入口等のような投入原石9の通過場所にカメラ33を設置して、投入原石9の撮影画像11を取得している。取得した撮影画像11を、原石検出モデル34を用いて解析し、原石検出結果35(バウンディングボックス12の縦横の座標、縦横のサイズ、検知した日時など)を得ている。原石検出結果35に基づき、管理サーバ51においては、検出された原石の面積算出、大小のサイズ判定、および大小サイズ原石の個数カウントを行っている。そして、リアルタイムで、検出された原石、数値化された原石の質(サイズと個数)を画面表示している。
図7は、砂利生産管理システム1において管理データベース52に収集された砂利生産管理等の履歴情報の活用例を示す説明図である。この図に示すように、本例の砂利生産管理システム1においては、砂利工場2で行われる砂利生産工程の砂利生産管理の履歴情報が管理データベース52に登録される。履歴情報には、投入原石を特定する原石情報(原石採取場の特定情報)、砂利生産状況、投入原石の品質判定結果、物流履歴などを含めることができる。物流履歴には、例えば、原石採取場から砂利工場への原石搬入履歴、砂利工場における搬入原石の取り扱い履歴、生産された砂利の出荷履歴などを含めることができる。
原石採取場の場所(位置、地質など)、進捗状況(採取深度など)と、採取された原石の大小サイズの面積比率との相関、
原石採取場と、設定された規格サイズの砂利の生産性との相関、
などを分析することができる。
2 砂利工場
3 工場側システム
4 管理事務所
5 管理側システム
6 原石採取場
7 採取場側システム
8 通信回線
9 原石(投入原石)
9L 大サイズ原石
9S 小サイズ原石
10 後処理工程
11 撮影画像
12 バウンディングボックス
21 原石投入口
22 篩
23 破砕工程
24 選別工程
25 出荷部門
31 エッジデバイス
32 工場側モニター
33 カメラ
34 原石検出モデル
35 原石検出結果
36 送受信部
37 表示制御部
51 管理サーバ
52 管理データベース
53 管理側モニター
54 送受信部
55 原石品質判定部
56 品質判定結果
57 表示制御部
58 通信網
59 端末機器
71 モニター
72 携帯用通信端末
Claims (7)
- 砂利原料の原石を大小のサイズに選別する選別工程と、大サイズとして選別された原石を破砕する破砕工程とを繰り返して前記原石から規格サイズの砂利を製造する砂利生産工程を、コンピュータを備えた管理システムにより管理する砂利生産管理方法において、
前記砂利生産工程に投入される投入原石の撮影画像を取得する画像取得工程と、
機械学習機能を備えた原石検出モデルを用いて、前記撮影画像から個々の原石が写っている原石画像部位を抽出し、抽出した前記原石画像部位のそれぞれを取り囲む大きさのバウンディングボックスを生成する原石検出工程と、
前記原石画像部位を表す前記バウンディングボックスのサイズを算出し、算出したサイズをサイズ選別用の基準値と比較して、前記原石画像部位に写っている原石を、前記規格サイズ以下の小サイズ原石および前記規格サイズを超える大サイズ原石に分類し、これら小サイズ原石および大サイズ原石の個数を算出する原石品質判定工程と、
表示装置の表示画面上に、各原石画像部位が前記バウンディングボックスで囲まれた状態の前記撮影画像と共に、各バウンディングボックスのサイズ、および、前記小サイズ原石および前記大サイズ原石それぞれの個数を表示する表示工程と、
を備えている砂利生産管理方法。 - 請求項1において、
前記原石品質判定工程では、
前記投入原石に含まれる小サイズ原石および大サイズ原石の個数の比率および面積の比率のうちの少なくとも一方の比率に基づき、前記投入原石を前記規格サイズ以下の砂利に加工する場合の生産性の良否判断を行う砂利生産管理方法。 - 請求項1または2において、
前記砂利生産工程における砂利生産管理の履歴情報をデータベースに登録する登録工程を備えており、
前記履歴情報には、少なくとも、前記投入原石を特定する原石情報と、前記投入原石の前記原石品質判定工程における判定結果と、前記投入原石の加工日時とが対応付けされた形態で含まれている砂利生産管理方法。 - 請求項3において、
前記管理システムを、前記選別工程および前記破砕工程を行う砂利工場に設置した工場側システムと、前記砂利工場を管理する管理事務所に設置され前記工場側システムと有線あるいは無線による通信を行う管理側システムとを備えた構成とし、
前記管理側システムを、管理サーバと、管理データベースと、管理側モニターとを備えた構成とし、
前記工場側システムを、カメラと、エッジデバイスと、工場側モニターとを備えた構成とし、
前記砂利工場において、前記カメラが篩の原石投入口に投入される前記投入原石を撮影する撮影工程を実行し、前記エッジデバイスが、前記画像取得工程と、前記原石検出モデルを用いた前記原石検出工程と、前記撮影画像および原石の検出結果を前記管理システムに送信する送信工程とを実行し、
前記管理事務所において、
前記管理サーバが、前記撮影画像および前記検出結果を受信する受信工程と、受信した前記検出結果に基づく前記原石品質判定工程と、前記登録工程と、前記撮影画像を、前記検出結果および前記判定結果と共に前記管理側モニターに表示する表示工程と、前記判定結果を前記エッジデバイスに送信する送信工程とを実行し、
前記砂利工場において、
前記エッジデバイスが、前記判定結果を受信する受信工程と、前記カメラの撮影画像を、前記検出結果および受信した前記判定結果と共に、前記工場側モニターの画面に表示する表示工程とを実行する砂利生産管理方法。 - 原石を大小のサイズに選別する選別工程、および、大サイズとして選別された原石を破砕する破砕工程とを繰り返して前記原石を規格サイズの砂利に加工する砂利生産工程を管理するための砂利生産管理用コンピュータプログラムであって、
前記砂利生産工程に投入される投入原石の撮影画像を取得する画像取得工程と、
機械学習機能を備えた原石検出モデルを用いて、前記撮影画像から個々の原石が写っている原石画像部位を抽出し、抽出した前記原石画像部位のそれぞれを取り囲む大きさのバウンディングボックスを生成する原石検出工程と、
前記原石画像部位を表す前記バウンディングボックスのサイズを算出し、算出したサイズをサイズ選別用の基準値と比較して、前記原石画像部位に写っている原石を、規格サイズ以下の小サイズ原石および前記規格サイズを超える大サイズ原石に分類し、これら小サイズ原石および大サイズ原石の個数を算出する原石品質判定工程と、
表示装置の表示画面上に、各原石画像部位が前記バウンディングボックスで囲まれた状態の前記撮影画像と共に、各バウンディングボックスのサイズ、および、前記小サイズ原石および前記大サイズ原石それぞれの個数を表示する表示工程と、
をコンピュータに実行させることを特徴とする砂利生産管理用コンピュータプログラム。 - 請求項5において、
前記原石品質判定工程は、前記投入原石に含まれる小サイズ原石および大サイズ原石の個数の比率および面積の比率のうちの少なくとも一方の比率に基づき、前記砂利生産工程における砂利の生産性の良否判断を行う砂利生産管理用コンピュータプログラム。 - 請求項5または6において、更に、
前記砂利生産工程における砂利生産管理履歴をデータベースに登録する登録工程をコンピュータに実行させ、
前記登録工程では、少なくとも、前記投入原石を特定する原石情報と、前記投入原石の前記原石品質判定工程における判定結果と、前記投入原石の加工日時とを対応付けした形態で前記データベースに保存する砂利生産管理用コンピュータプログラム。
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