JP2024016293A - waste sorting equipment - Google Patents

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JP2024016293A JP2023204698A JP2023204698A JP2024016293A JP 2024016293 A JP2024016293 A JP 2024016293A JP 2023204698 A JP2023204698 A JP 2023204698A JP 2023204698 A JP2023204698 A JP 2023204698A JP 2024016293 A JP2024016293 A JP 2024016293A
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由和 小林
秀匡 小林
健治 河井
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Miike Tekkou KK
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Miike Tekkou KK
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Abstract

【課題】選別精度を効果的に向上できる廃棄物選別装置を提供する。【解決手段】廃棄物選別装置1は、廃棄物2を搬送するベルトコンベヤ3と、廃棄物2の形状及び高さを測定する3Dセンサ4と、廃棄物2の可視光画像を撮影する可視光カメラ5と、廃棄物2の赤外線画像を撮影するハイパースペクトルカメラ6と、廃棄物2が金属か否かを検知する金属センサ19を備える。ハイパースペクトルカメラ6及び金属センサ19からの情報に基づいて、判別装置7の第1判別部により廃棄物2の材質が判別される。また、可視光カメラ5及び金属センサ19からの情報に基づいて、判別装置7の第2判別部により廃棄物2の材質が判別される。第1判別部及び第2判別部で材質が判別された廃棄物2のうち、正判別率が所定値以上の材質の廃棄物2を、ロボットアーム9によってベルトコンベヤ3から回収し、材質に対応する収集箱10に投入して選別する。【選択図】図1The present invention provides a waste sorting device that can effectively improve sorting accuracy. [Solution] The waste sorting device 1 includes a belt conveyor 3 that conveys the waste 2, a 3D sensor 4 that measures the shape and height of the waste 2, and a visible light that takes a visible light image of the waste 2. It includes a camera 5, a hyperspectral camera 6 that takes an infrared image of the waste 2, and a metal sensor 19 that detects whether the waste 2 is metal. Based on the information from the hyperspectral camera 6 and the metal sensor 19, the first discrimination section of the discrimination device 7 discriminates the material of the waste 2. Further, based on the information from the visible light camera 5 and the metal sensor 19, the material of the waste 2 is determined by the second determining section of the determining device 7. Among the wastes 2 whose materials have been determined by the first discrimination section and the second discrimination section, the wastes 2 whose materials have a correct discrimination rate equal to or higher than a predetermined value are collected from the belt conveyor 3 by the robot arm 9, and are processed according to the material. They are put into a collection box 10 and sorted. [Selection diagram] Figure 1

Description

本発明は、機械学習の手法を用いて廃棄物の材質を判別し、選別を行う廃棄物選別装置に関する。 The present invention relates to a waste sorting device that uses machine learning techniques to determine the material of waste and performs sorting.

建設廃棄物のように、コンクリートや金属や木やプラスチック等の多様な材質を含む廃棄物は、かつては埋め立てや海洋投棄等の最終処分が行われていたが、資源の有効利用を目的として、廃棄物を材質ごとに選別して再資源化を行う試みが広がりつつある。 Construction waste, which contains a variety of materials such as concrete, metal, wood, and plastic, used to be disposed of in landfills or dumped in the ocean, but with the aim of making more effective use of resources, Attempts to sort waste by material and recycle it as resources are becoming more widespread.

従来、廃棄物を材質ごとに選別する方法としては、比重差選別機や揺動式選別機や風力選別機を用いた方法が知られている。しかしながら、これらの機器は、被処理物に振動や風を与えるものであり、装置構成が複雑かつ大型になりやすい。また、振動や風により、被処理物に付着した微粒子が飛散し、周辺環境に影響を及ぼす虞がある。 BACKGROUND ART Conventionally, methods using a specific gravity sorter, a swinging sorter, or a wind sorter are known as methods for sorting waste by material. However, these devices apply vibrations and wind to the object to be processed, and tend to have a complicated and large device configuration. In addition, there is a possibility that fine particles attached to the object to be processed may be scattered due to vibrations or wind, which may affect the surrounding environment.

そこで最近、被処理物の撮影画像に基づく材質認識の技術を利用した廃棄物の選別装置が提案されている。この種の廃棄物の選別装置として、従来、廃棄物を搬送するコンベアと、コンベア上の廃棄物を撮影する撮影装置と、廃棄物の撮影画像を表示すると共に材質を示す情報の入力を受ける端末と、廃棄物の画像情報に基づいて機械学習を行う制御部と、制御部の指令に基づいて廃棄物を選別するロボットアームを備えたものがある(例えば、特許文献1参照)。 Therefore, recently, a waste sorting device has been proposed that utilizes a material recognition technique based on a photographed image of the object to be processed. Conventionally, this type of waste sorting equipment includes a conveyor that transports the waste, a photographing device that photographs the waste on the conveyor, and a terminal that displays the photographed image of the waste and receives input of information indicating the material. There is also one that includes a control unit that performs machine learning based on image information of waste, and a robot arm that sorts waste based on commands from the control unit (see, for example, Patent Document 1).

上記従来の廃棄物選別装置は、コンベアで搬送する廃棄物について、撮影装置で撮影すると共に質量を測定し、撮影画像と質量と体積と比重をモニタに表示する。作業者がモニタの表示内容から材質を判別して端末に入力すると、入力された材質に関する材質情報が画像情報と質量情報に紐づけられ、教師情報として記憶される。制御部は、上記教師情報に基づいて、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を用いた機械学習を行い、この機械学習の結果に基づいて、廃棄物の材質の判別を行う。材質が判別された廃棄物は、ロボットアームによって把持され、材質に応じた収集場所に収集されて選別される。 The conventional waste sorting device described above uses an imaging device to photograph the waste transported by a conveyor, measures the mass, and displays the photographed image, mass, volume, and specific gravity on a monitor. When the operator identifies the material from the content displayed on the monitor and inputs it into the terminal, material information regarding the input material is linked to image information and mass information and stored as teacher information. The control unit performs machine learning using a convolutional neural network using an optimization method based on error backpropagation based on the teacher information, and determines the material of the waste based on the results of this machine learning. . Once the material has been determined, the waste is grasped by a robot arm, collected at a collection location according to the material, and sorted.

特許第5969685号公報Patent No. 5969685

しかしながら上記従来の廃棄物選別装置は、制御部が機械学習を繰り返し行っても、廃棄物の材質を正しく判別する割合である正判別率が向上しない場合がある。したがって、ロボットアームが、選別すべき材質とは異なる材質の廃棄物を収集してしまい、廃棄物選別装置の選別精度が低下する問題がある。廃棄物の選別精度が低いと、選別された廃棄物をリサイクルに用いることが困難になる不都合がある。 However, in the conventional waste sorting device described above, even if the control unit repeatedly performs machine learning, the correct discrimination rate, which is the rate at which the material of waste is correctly discriminated, may not improve. Therefore, there is a problem in that the robot arm collects waste made of a material different from the material to be sorted, and the sorting accuracy of the waste sorting device is reduced. If the waste sorting accuracy is low, there is an inconvenience that it becomes difficult to use the sorted waste for recycling.

そこで、本発明の課題は、選別精度を効果的に向上できる廃棄物選別装置を提供することにある。 Therefore, an object of the present invention is to provide a waste sorting device that can effectively improve sorting accuracy.

上記課題を解決するため、本発明の廃棄物選別装置は、
廃棄物を載置して搬送する搬送面を有する搬送装置と、
上記搬送装置の搬送面の幅方向にわたって赤外線を照射する赤外線照射装置と、
上記搬送装置で搬送される廃棄物の少なくとも赤外線の反射光を撮影してなる赤外線画像を出力する赤外線撮影装置と、
予め準備された廃棄物の赤外線画像とこの廃棄物の材質情報とを教師データとして機械学習を行う判別モデルを用いて、上記赤外線撮影装置が撮影した赤外線画像に基づいて廃棄物の材質を判別する判別部と、
上記判別部により所定の材質と判別された廃棄物を、上記搬送装置から回収して選別する選別部と
を備えることを特徴としている。
In order to solve the above problems, the waste sorting device of the present invention has the following features:
a conveyance device having a conveyance surface on which waste is placed and conveyed;
an infrared irradiation device that irradiates infrared rays across the width direction of the conveyance surface of the conveyance device;
an infrared photographing device that outputs an infrared image obtained by photographing at least infrared reflected light of the waste transported by the transport device;
Using a discrimination model that performs machine learning using an infrared image of the waste prepared in advance and information on the material of the waste as training data, the material of the waste is discriminated based on the infrared image taken by the above-mentioned infrared imaging device. A discrimination section;
The present invention is characterized by comprising a sorting section that collects and sorts waste that has been determined to be of a predetermined material by the discriminating section from the conveying device.

上記構成によれば、廃棄物選別装置に投入された廃棄物が、搬送装置の搬送面に載置されて搬送される。搬送装置の搬送面の幅方向にわたって赤外線を照射する赤外線照射装置により、搬送装置で搬送される廃棄物に赤外線が照射される。赤外線が照射された廃棄物が、赤外線撮影装置で撮影されて赤外線画像が出力される。判別部により、赤外線画像に基づいて廃棄物の材質が判別される。この判別部は、廃棄物の赤外線画像とこの廃棄物の材質を示す材質情報とを教師データとして判別モデルの機械学習を行う。判別モデルは、上記搬送装置で搬送される廃棄物が上記赤外線撮影装置で撮影されて生成された赤外線画像と、上記廃棄物の材質情報とが入力されて、機械学習を行ってもよい。また、判別モデルは、予め準備された廃棄物の赤外線画像と、この廃棄物の材質情報とが入力されて、機械学習を行ってもよい。これらの判別モデルの機械学習は、選別部が選別を行う前や、選別部が選別を行った後や、選別部が選別を行う合間のいずれに行われてもよい。判別部により材質が判別された廃棄物が、選別部によって搬送装置から回収されて選別される。このように、赤外線画像の機械学習を行った判別モデルを用いた画像認識に基づく材質の判別を行うので、廃棄物の材質を高い判別率で判別することができる。したがって、この廃棄物選別装置は、選別された廃棄物の材質の純度が従来よりも高くなるので、選別された廃棄物のリサイクルを効果的に行うことができる。 According to the above configuration, the waste thrown into the waste sorting device is placed on the conveying surface of the conveying device and conveyed. An infrared ray irradiation device that irradiates infrared rays across the width direction of the conveyance surface of the conveyance device irradiates the waste conveyed by the conveyance device with infrared rays. The waste irradiated with infrared rays is photographed by an infrared photographing device and an infrared image is output. The discrimination section discriminates the material of the waste based on the infrared image. This discrimination unit performs machine learning of a discrimination model using an infrared image of the waste and material information indicating the material of the waste as training data. The discrimination model may perform machine learning by inputting an infrared image generated by photographing the waste transported by the transport device using the infrared imaging device and material information of the waste. Further, the discrimination model may be subjected to machine learning by inputting an infrared image of waste prepared in advance and material information of the waste. Machine learning of these discriminant models may be performed before the sorting section performs the sorting, after the sorting section performs the sorting, or during an interval when the sorting section performs the sorting. The waste whose material has been determined by the determining section is collected from the conveying device and sorted by the sorting section. In this way, since the material is discriminated based on image recognition using a discriminant model based on machine learning of infrared images, the material of waste can be discriminated with a high discrimination rate. Therefore, in this waste sorting device, the purity of the material of the sorted waste becomes higher than before, so that the sorted waste can be effectively recycled.

また、本発明の他の側面による廃棄物選別装置は、
廃棄物を載置して搬送する搬送面を有する搬送装置と、
上記搬送装置で搬送される廃棄物の可視光の反射光を撮影してなる可視光画像を出力する可視光撮影装置と、
上記搬送装置の搬送面の幅方向にわたって赤外線を照射する赤外線照射装置と、
上記搬送装置で搬送される廃棄物の少なくとも赤外線の反射光を撮影してなる赤外線画像を出力する赤外線撮影装置と、
上記廃棄物の赤外線画像に基づいて、赤外線のスペクトル特性によって廃棄物の材質を判別する第1判別部と、
上記第1判別部により所定の材質と判別された廃棄物以外の廃棄物について、予め準備された廃棄物の可視光画像とこの廃棄物の材質情報とを教師データとして機械学習を行う判別モデルを用いて、上記可視光撮影装置が撮影した可視光画像に基づいて廃棄物の材質を判別する第2判別部と、
上記第1判別部又は第2判別部により所定の材質と判別された廃棄物を、上記搬送装置から回収して選別する選別部と
を備えることを特徴としている。
Further, a waste sorting device according to another aspect of the present invention includes:
a conveyance device having a conveyance surface on which waste is placed and conveyed;
a visible light photographing device that outputs a visible light image obtained by photographing the reflected light of visible light of the waste transported by the transport device;
an infrared irradiation device that irradiates infrared rays across the width direction of the conveyance surface of the conveyance device;
an infrared photographing device that outputs an infrared image obtained by photographing at least infrared reflected light of the waste transported by the transport device;
a first discrimination unit that discriminates the material of the waste based on the infrared spectral characteristics based on the infrared image of the waste;
For waste other than the waste determined to be of a predetermined material by the first discriminator, a discrimination model is created that performs machine learning using a visible light image of the waste prepared in advance and material information of this waste as training data. a second discrimination unit that discriminates the material of the waste based on the visible light image taken by the visible light imaging device;
The present invention is characterized by comprising a sorting section that collects and sorts waste that has been determined to be of a predetermined material by the first discriminating section or the second discriminating section from the conveying device.

上記構成によれば、廃棄物選別装置に投入された廃棄物が、搬送装置の搬送面に載置されて搬送される。搬送装置で搬送される廃棄物が、可視光撮影装置で撮影されて可視光画像が出力される。また、搬送装置の搬送面の幅方向にわたって赤外線を照射する赤外線照射装置により、搬送装置で搬送される廃棄物に赤外線が照射される。赤外線が照射された廃棄物が、赤外線撮影装置で撮影されて赤外線画像が出力される。第1判別部により、赤外線画像に基づいて、赤外線のスペクトル特性によって廃棄物の材質が判別される。この第1判別部により所定の材質と判別された廃棄物以外の廃棄物について、第2判別部により、可視光画像に基づいて廃棄物の材質が判別される。この第2判別部は、廃棄物の可視光画像とこの廃棄物の材質を示す材質情報とを教師データとして判別モデルの機械学習を行う。判別モデルは、上記搬送装置で搬送される廃棄物が上記可視光撮影装置で撮影されて生成された可視光画像と、上記廃棄物の材質情報とが入力されて、機械学習を行ってもよい。また、判別モデルは、予め準備された廃棄物の可視光画像と、この廃棄物の材質情報とが入力されて、機械学習を行ってもよい。これらの判別モデルの機械学習は、選別部が選別を行う前や、選別部が選別を行った後や、選別部が選別を行う合間のいずれに行われてもよい。第1判別部又は第2判別部で材質が判別された廃棄物は、選別部によって搬送装置から回収されて選別される。このように、赤外線のスペクトル特性に基づく材質の判別と、可視光画像の機械学習を行った判別モデルを用いた画像認識に基づく材質の判別とを行うので、廃棄物の材質を良好な判別率で判別することができる。ここで、赤外線のスペクトル特性に基づいて材料を正確に判別できる所定の材質を第1判別部で判別し、他の材質を可視光画像の機械学習に基づく判別モデルを用いた画像認識で判別することにより、効率的かつ正確に材質を判別できる。したがって、この廃棄物選別装置は、選別された廃棄物の材質の純度が従来よりも高くなるので、選別された廃棄物のリサイクルを効果的に行うことができる。 According to the above configuration, the waste thrown into the waste sorting device is placed on the conveying surface of the conveying device and conveyed. The waste transported by the transport device is photographed by a visible light photographing device, and a visible light image is output. Further, the waste transported by the transport device is irradiated with infrared rays by an infrared irradiation device that irradiates infrared light across the width direction of the transport surface of the transport device. The waste irradiated with infrared rays is photographed by an infrared photographing device and an infrared image is output. The first discrimination unit discriminates the material of the waste based on the infrared spectral characteristics based on the infrared image. With respect to waste other than the waste determined to be of the predetermined material by the first determining section, the material of the waste is determined by the second determining section based on the visible light image. This second discrimination unit performs machine learning of a discrimination model using a visible light image of the waste and material information indicating the material of the waste as training data. The discrimination model may perform machine learning by inputting a visible light image generated by photographing the waste transported by the transport device using the visible light imaging device and material information of the waste. . Further, the discrimination model may perform machine learning by inputting a visible light image of waste prepared in advance and material information of the waste. Machine learning of these discriminant models may be performed before the sorting section performs the sorting, after the sorting section performs the sorting, or during an interval when the sorting section performs the sorting. The waste whose material has been determined by the first determining section or the second determining section is collected from the conveying device and sorted by the sorting section. In this way, the material is determined based on the spectral characteristics of infrared rays, and the material is determined based on image recognition using a classification model that performs machine learning of visible light images, so it is possible to identify the material of waste with a good classification rate. It can be determined by Here, a first discrimination section discriminates a predetermined material that can accurately discriminate materials based on infrared spectral characteristics, and other materials are discriminated by image recognition using a discrimination model based on machine learning of visible light images. This makes it possible to efficiently and accurately identify the material. Therefore, in this waste sorting device, the purity of the material of the sorted waste becomes higher than before, so that the sorted waste can be effectively recycled.

一実施形態の廃棄物選別装置は、上記赤外線撮影装置が、上記赤外線の反射光の強度分布を複数の波長帯域毎に示したマルチスペクトル画像を出力するマルチスペクトルカメラである。 In one embodiment of the waste sorting device, the infrared imaging device is a multispectral camera that outputs a multispectral image showing the intensity distribution of the reflected infrared light for each of a plurality of wavelength bands.

上記実施形態によれば、廃棄物をマルチペクトルカメラで撮影して出力されたマルチスペクトル画像を用いることにより、廃棄物の可視光領域から赤外線領域までのスペクトル特性を精度よく検出できる。したがって、廃棄物の材質を正確に判別できる。ここで、マルチスペクトルカメラは、複数の波長帯域における反射光の強度分布を出力するものであれば、波長帯域の数や値は限定されない。したがって、マルチスペクトルカメラには、ハイパースペクトルカメラが包含される。また、マルチスペクトル画像には、ハイパースペクトル画像が包含される。また、マルチスペクトル画像には、複数の波長帯域における反射光の強度分布を示す画像を作成可能な情報が含まれる。したがって、マルチスペクトル画像に基づいて、撮影範囲内の所定の位置における廃棄物の可視光領域及び赤外線領域のスペクトル特性が得られる。 According to the above embodiment, by using a multispectral image output by photographing waste with a multispectral camera, it is possible to accurately detect the spectral characteristics of waste from the visible light region to the infrared region. Therefore, the material of waste can be accurately determined. Here, the number and value of the wavelength bands are not limited to the multispectral camera as long as it outputs the intensity distribution of reflected light in a plurality of wavelength bands. Therefore, multispectral cameras include hyperspectral cameras. Furthermore, multispectral images include hyperspectral images. Furthermore, the multispectral image includes information that allows creation of an image showing the intensity distribution of reflected light in multiple wavelength bands. Therefore, based on the multispectral image, the spectral characteristics of the waste in the visible and infrared regions at a predetermined position within the imaging range can be obtained.

一実施形態の廃棄物選別装置は、上記赤外線撮影装置が、ラインスキャン型のマルチスペクトルカメラである。 In one embodiment of the waste sorting device, the infrared imaging device is a line scan type multispectral camera.

上記実施形態によれば、廃棄物をラインスキャン型のマルチペクトルカメラで撮影することにより、マルチスペクトル画像を効率的に取得できる。特に、搬送装置が、ベルトコンベヤ等のように一定方向に移動する搬送面に廃棄物を載置して搬送する場合、ラインスキャン型のマルチペクトルカメラにより、上記搬送装置の搬送面を幅方向に走査することにより、搬送面の移動方向に連続したマルチスペクトル画像を得ることができる。したがって、エリア型のカメラで撮影した場合のような、撮影範囲をラップさせて順次撮影する手間や、隣り合う画像を順次つなぎ合わせる工程を削除できる。また、ラインスキャン型のマルチペクトルカメラは、画像の撮影位置を、搬送装置の搬送面の移動方向における1点に特定できるので、エリア型のカメラで撮影した場合のような、廃棄物が撮影されてから選別部で選別されるまでの時間に、画像中の位置によってばらつきが生じる不都合を防止できる。その結果、マルチスペクトル画像に基づいて廃棄物の材質を良好な精度で判別でき、また、良好な精度で廃棄物の選別動作を行うことができる。 According to the above embodiment, a multispectral image can be efficiently acquired by photographing waste with a line scan type multispectral camera. In particular, when a conveyance device carries waste by placing it on a conveyance surface that moves in a fixed direction, such as a belt conveyor, a line scan type multi-spectral camera is used to scan the conveyance surface of the conveyance device in the width direction. By scanning, a continuous multispectral image can be obtained in the direction of movement of the transport surface. Therefore, it is possible to eliminate the trouble of sequentially photographing by wrapping the photographic range and the process of sequentially joining adjacent images, which is required when photographing with an area type camera. In addition, line scan type multi-spectral cameras can specify the image capturing position to a single point in the moving direction of the conveyance surface of the conveyance device, so waste is not photographed as is the case with area type cameras. It is possible to prevent the inconvenience caused by variations depending on the position in the image during the time from when the image is scanned to when the image is sorted by the sorting section. As a result, the material of the waste can be determined with good accuracy based on the multispectral image, and the waste can be sorted with good accuracy.

一実施形態の廃棄物選別装置は、上記赤外線照射装置が、搬送装置の搬送面の幅方向に複数の赤外線発生源が位置するように複数個配置されている。 In the waste sorting device of one embodiment, a plurality of the infrared irradiation devices are arranged such that a plurality of infrared generation sources are located in the width direction of the conveyance surface of the conveyance device.

上記実施形態によれば、搬送装置の搬送面の幅方向に複数の赤外線発生源が位置するように配置された複数の赤外線照射装置により、搬送面上の廃棄物に、幅方向における偏りの少ない量の赤外線を照射できる。したがって、上記廃棄物を赤外線撮影装置で撮影した赤外線画像に基づいて、廃棄物の正確なスペクトル特性が得られる。 According to the above embodiment, the plurality of infrared irradiation devices arranged such that the plurality of infrared ray generation sources are located in the width direction of the conveyance surface of the conveyance device cause the waste on the conveyance surface to be distributed with less deviation in the width direction. It can irradiate a large amount of infrared rays. Therefore, accurate spectral characteristics of the waste can be obtained based on an infrared image taken of the waste by an infrared imaging device.

一実施形態の廃棄物選別装置は、上記赤外線照射装置が、搬送装置の搬送面の幅方向に延在する赤外線発生源を有する。 In one embodiment of the waste sorting device, the infrared irradiation device has an infrared generation source extending in the width direction of the conveyance surface of the conveyance device.

上記実施形態によれば、搬送装置の搬送面の幅方向に延在する赤外線発生源を有する赤外線照射装置により、搬送面上の廃棄物に、幅方向における偏りの少ない量の赤外線を照射できる。したがって、上記廃棄物を赤外線撮影装置で撮影した赤外線画像に基づいて、廃棄物の正確なスペクトル特性が得られる。 According to the above embodiment, the infrared ray irradiation device having the infrared ray generation source extending in the width direction of the transport surface of the transport device can irradiate the waste on the transport surface with an amount of infrared rays that is not biased in the width direction. Therefore, accurate spectral characteristics of the waste can be obtained based on an infrared image taken of the waste by an infrared imaging device.

一実施形態の廃棄物選別装置は、上記第2判別部が、上記可視光撮影装置が撮影した廃棄物が金属であるか否かを示す金属情報が入力され、上記廃棄物の可視光画像と金属情報に基づいて上記判別モデルで材質を判別する。 In the waste sorting device of one embodiment, the second discrimination unit receives metal information indicating whether the waste photographed by the visible light photographing device is metal, and outputs a visible light image of the waste. The material is determined using the above-mentioned discrimination model based on the metal information.

上記実施形態によれば、可視光撮影装置で撮影されて材質を判別すべき廃棄物について、この廃棄物が金属であるか否かを示す金属情報が、第2判別部に入力される。上記金属情報は、可視光画像を視認した作業者によって作成されてもよく、あるいは、搬送装置の周囲に設置された金属検出装置の出力に基づいて作成されてもよい。第2判別部は、廃棄物の可視光画像と、この廃棄物の金属情報に基づいて判別モデルで判別を行うことにより、上記廃棄物の材質を高い判別率で判別することができる。 According to the above embodiment, regarding the waste photographed by the visible light photographing device and whose material is to be determined, metal information indicating whether the waste is metal or not is input to the second determination section. The metal information may be created by an operator who visually recognizes the visible light image, or may be created based on the output of a metal detection device installed around the transport device. The second discrimination unit can discriminate the material of the waste at a high discrimination rate by performing discrimination using a discrimination model based on the visible light image of the waste and the metal information of the waste.

一実施形態の廃棄物選別装置は、上記搬送装置で搬送される廃棄物が金属であるか否かを検出する金属検出装置を備える。 The waste sorting device of one embodiment includes a metal detection device that detects whether the waste transported by the transport device is metal.

上記実施形態によれば、金属検出装置により、搬送装置で搬送される金属物が金属であるか否かを検出し、検出結果を示す金属情報を第2判別部に入力することにより、上記廃棄物の材質を高い判別率で判別することができる。 According to the above embodiment, the metal detection device detects whether or not the metal object transported by the transport device is metal, and the metal information indicating the detection result is inputted to the second discriminator, thereby disposing of the metal object. The material of an object can be determined with a high discrimination rate.

一実施形態の廃棄物選別装置は、上記赤外線撮影装置が、上記赤外線の反射光の強度分布を複数の波長帯域毎に示したマルチスペクトル画像を出力するマルチスペクトルカメラであり、
上記マルチスペクトル画像に基づいて判別された複数の材質が単一の廃棄物に存在し、所定の材質に対応する領域が所定の割合を占める場合、上記第1判別部が、上記廃棄物が上記所定の材質であると判別する。
In the waste sorting device of one embodiment, the infrared imaging device is a multispectral camera that outputs a multispectral image showing the intensity distribution of the reflected infrared light for each of a plurality of wavelength bands,
If a plurality of materials determined based on the multispectral image are present in a single waste and the area corresponding to a predetermined material occupies a predetermined ratio, the first discrimination unit determines whether the waste is It is determined that the material is a predetermined material.

上記実施形態によれば、赤外線撮影装置としてのマルチスペクトルカメラから出力されたマルチスペクトル画像に基づいて、第1判別部が廃棄物の材質を判別するとき、単一の廃棄物に、複数の材質が検出される場合がある。このような廃棄物として、例えば、紙や樹脂のラベルが貼付されたガラス瓶や、土砂が付着した木等がある。このような廃棄物は、マルチスペクトル画像に基づいて判別した材質の分布領域を平面座標上に表した場合、ガラスや木のように、体積において大半を占める材質が、比較的少ない領域を占める。したがって、所定の材質が所定の占有割合である場合に、この廃棄物の材質が上記材質であると判別することにより、この廃棄物の主要な材質を正確に特定することができる。例えば、マルチスペクトル画像に基づく材質の分布画像において、ガラスと、ガラス以外の紙又は樹脂等の複数の材質の領域が検出され、これらの材質のうちのガラスの占める割合が40%を超える場合、上記廃棄物をガラスであると判別する。これにより、ラベルが貼付されたガラス瓶の材質を、ガラスと判別することができる。ここで、上記所定の割合を占める材質が、複数の材質の中で最も大きい割合を占める場合に、この廃棄物の材質であると判別してもよい。 According to the above embodiment, when the first discrimination unit discriminates the material of the waste based on the multispectral image output from the multispectral camera as an infrared imaging device, a single waste has a plurality of materials. may be detected. Examples of such waste include glass bottles with paper or resin labels affixed to them, and wood with dirt and sand attached to them. In such waste, when the distribution area of materials determined based on multispectral images is expressed on a plane coordinate system, the material that occupies most of the volume, such as glass or wood, occupies a relatively small area. Therefore, when a predetermined material occupies a predetermined proportion, by determining that the material of this waste is the above-mentioned material, it is possible to accurately specify the main material of this waste. For example, in a material distribution image based on a multispectral image, if regions of glass and multiple materials other than glass, such as paper or resin, are detected, and the proportion of glass among these materials exceeds 40%, The waste is determined to be glass. Thereby, the material of the glass bottle to which the label is attached can be determined to be glass. Here, if the material that occupies the predetermined ratio occupies the largest ratio among the plurality of materials, it may be determined that the material is the material of this waste.

一実施形態の廃棄物選別装置は、上記赤外線撮影装置が、上記赤外線の反射光の強度分布を複数の波長帯域毎に示したマルチスペクトル画像を出力するマルチスペクトルカメラであり、
上記判別部が、上記マルチスペクトル画像に基づいて、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル樹脂、紙類、コンクリート、石、ガラス、木、ペットボトル及びポリスチレンフォームのいずれかの材質を判別する。
In the waste sorting device of one embodiment, the infrared imaging device is a multispectral camera that outputs a multispectral image showing the intensity distribution of the reflected infrared light for each of a plurality of wavelength bands,
The discrimination section discriminates the material of polyethylene, polypropylene, polyvinyl chloride resin, paper, concrete, stone, glass, wood, PET bottle, and polystyrene foam based on the multispectral image.

上記実施形態によれば、赤外線撮影装置としてのマルチスペクトルカメラで撮影されたマルチスペクトル画像に基づいて、判別部により、赤外線のスペクトル解析と画像処理が行われ、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル樹脂、紙類、コンクリート、石、ガラス、木、ペットボトル及びポリスチレンフォームのいずれかの材質が判別される。これにより、廃棄物の全体の正判別率を効果的に高めることができる。 According to the above embodiment, the discrimination unit performs infrared spectral analysis and image processing based on a multispectral image taken by a multispectral camera as an infrared imaging device. The material is determined to be paper, concrete, stone, glass, wood, PET bottle, or polystyrene foam. Thereby, the overall correct classification rate of waste can be effectively increased.

一実施形態の廃棄物選別装置は、上記赤外線撮影装置が、上記赤外線の反射光の強度分布を複数の波長帯域毎に示したマルチスペクトル画像を出力するマルチスペクトルカメラであり、
上記第1判別部が、上記マルチスペクトル画像に基づいて、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル樹脂及び紙類のいずれかの材質を判別し、
上記第2判別部が、上記可視光画像に基づいて、コンクリート、木、ガラス、ペットボトル及びポリスチレンフォームのいずれかの材質を判別する。
In the waste sorting device of one embodiment, the infrared imaging device is a multispectral camera that outputs a multispectral image showing the intensity distribution of the reflected infrared light for each of a plurality of wavelength bands,
The first discrimination unit discriminates the material of polyethylene, polypropylene, polyvinyl chloride resin, and paper based on the multispectral image,
The second discrimination section discriminates the material of concrete, wood, glass, PET bottle, and polystyrene foam based on the visible light image.

上記実施形態によれば、赤外線撮影装置としてのマルチスペクトルカメラで撮影されたマルチスペクトル画像に基づいて、第1判別部により赤外線のスペクトル解析が行われ、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル樹脂及び紙類のいずれかの材質が判別される。また、第2判別部により、可視光画像に基づく画像認識により、コンクリート、木、ガラス、ペットボトル及びポリスチレンフォームのいずれかの材質が判別される。これにより、廃棄物の全体の正判別率を効果的に高めることができる。 According to the above embodiment, the first discrimination section performs an infrared spectral analysis based on a multispectral image taken by a multispectral camera as an infrared imaging device. One of the materials is determined. Further, the second discrimination unit discriminates the material among concrete, wood, glass, PET bottle, and polystyrene foam by image recognition based on the visible light image. Thereby, the overall correct classification rate of waste can be effectively increased.

一実施形態の廃棄物選別装置は、上記赤外線撮影装置が、1000nm以上2350nm以下の波長の赤外線を検出して撮影を行う。 In the waste sorting device of one embodiment, the infrared imaging device detects infrared rays having a wavelength of 1000 nm or more and 2350 nm or less to take pictures.

上記実施形態によれば、赤外線撮影装置が検出した1000nm以上2350nm以下の波長の赤外線に関するスペクトル特性に基づいて、廃棄物の材質を高い精度で判別することができる。 According to the above embodiment, the material of the waste can be determined with high accuracy based on the spectral characteristics related to infrared rays having a wavelength of 1000 nm or more and 2350 nm or less detected by the infrared imaging device.

本発明の第1実施形態の廃棄物選別装置を示す模式図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a schematic diagram which shows the waste sorting apparatus of 1st Embodiment of this invention. 赤外線撮影装置の撮影室内の様子を搬送装置の搬送方向に沿って示す模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram showing the interior of the imaging chamber of the infrared imaging device along the transport direction of the transport device. 赤外線撮影装置の撮影室内の様子を搬送装置の搬送方向の直角方向に沿って示す模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram showing the interior of the imaging chamber of the infrared imaging device along a direction perpendicular to the transport direction of the transport device. 他の赤外線照射装置が設置された撮影室内の様子を示す模式図である。FIG. 3 is a schematic diagram showing the inside of a photographing room in which another infrared irradiation device is installed. 第1実施形態の廃棄物選別装置の判別装置と制御装置を示すブロック図である。It is a block diagram showing a discrimination device and a control device of a waste sorting device of a 1st embodiment. 第1実施形態の廃棄物選別装置が行う選別方法を示すフロー図である。It is a flow diagram showing a sorting method performed by the waste sorting device of the first embodiment. 第2実施形態の廃棄物選別装置を示す模式図である。It is a schematic diagram showing the waste sorting device of a 2nd embodiment. 第2実施形態の廃棄物選別装置の判別装置と制御装置を示すブロック図である。It is a block diagram showing a discrimination device and a control device of a waste sorting device of a 2nd embodiment. 第2実施形態の廃棄物選別装置が行う選別方法を示すフロー図である。It is a flowchart which shows the sorting method performed by the waste sorting apparatus of 2nd Embodiment.

以下、本発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。 DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described in detail below with reference to illustrated embodiments.

図1は、本発明の第1実施形態の廃棄物選別装置を示す模式図である。この廃棄物選別装置は、都市ごみ等のように、コンクリート、ガラスビン、金属屑、プラスチック、木片及び古紙等の種々のものが混在した廃棄物を、材質に応じて選別するものである。本実施形態の廃棄物選別装置は、例えばゴミ処理場等に設置され、家庭や商業施設等から収集された廃棄物を選別し、材質毎に回収して再利用を行うために用いることができる。 FIG. 1 is a schematic diagram showing a waste sorting device according to a first embodiment of the present invention. This waste sorting device sorts waste, such as municipal waste, which is a mixture of various materials such as concrete, glass bottles, metal scraps, plastics, wood chips, and waste paper, according to the material. The waste sorting device of this embodiment can be installed, for example, at a garbage disposal site, and can be used to sort waste collected from households, commercial facilities, etc., collect it by material, and reuse it. .

第1実施形態の廃棄物選別装置1は、廃棄物2を搬送する搬送装置としてのベルトコンベヤ3と、ベルトコンベヤ3上の廃棄物2の形状及び高さを測定する3Dセンサ4と、ベルトコンベヤ3上の廃棄物2を撮影する可視光撮影装置としての可視光カメラ5と、ベルトコンベヤ3上の廃棄物2を撮影する赤外線撮影装置としてのハイパースペクトルカメラ6と、ベルトコンベヤ3で搬送される廃棄物2が金属と非金属のいずれであるかを検知する金属センサ19を備える。3Dセンサ4、可視光カメラ5、ハイパースペクトルカメラ6及び金属センサ19は、これらから入力された情報に基づいて廃棄物2の材質を判別する判別装置7に接続されている。判別装置7は制御装置8に接続され、判別装置7による判別結果に応じて、制御装置8が、選別部としてのロボットアーム9と、ベルトコンベヤ3を制御する。制御装置8で制御されたロボットアーム9により、ベルトコンベヤ3上の廃棄物2が取り上げられ、材質毎に分けて収集する収集箱10に投入されるようになっている。 The waste sorting device 1 of the first embodiment includes a belt conveyor 3 as a conveying device that conveys waste 2, a 3D sensor 4 that measures the shape and height of the waste 2 on the belt conveyor 3, and a belt conveyor 3 that measures the shape and height of the waste 2 on the belt conveyor 3. a visible light camera 5 as a visible light photographing device for photographing the waste 2 on the belt conveyor 3; a hyperspectral camera 6 as an infrared photographing device for photographing the waste 2 on the belt conveyor 3; A metal sensor 19 is provided to detect whether the waste 2 is metal or non-metal. The 3D sensor 4, the visible light camera 5, the hyperspectral camera 6, and the metal sensor 19 are connected to a discrimination device 7 that discriminates the material of the waste 2 based on information input therefrom. The discrimination device 7 is connected to a control device 8, and the control device 8 controls a robot arm 9 as a sorting section and a belt conveyor 3 according to the discrimination result by the discrimination device 7. A robot arm 9 controlled by a control device 8 picks up the waste 2 on the belt conveyor 3 and puts it into a collection box 10 that collects the waste material separately.

ベルトコンベヤ3は、両端のプーリに巻き回されたコンベヤベルトが、モータに連結されたプーリで駆動され、上記コンベヤベルトの上方向きの表面である搬送面上に、廃棄物2を載置して搬送するように構成されている。このベルトコンベヤ3は、モータ及び変速機等を含んで形成された駆動装置30が制御装置8によって制御され、廃棄物2の搬送の動作が制御される。 In the belt conveyor 3, a conveyor belt wound around pulleys at both ends is driven by a pulley connected to a motor, and the waste 2 is placed on the conveying surface, which is the upward surface of the conveyor belt. configured to be transported. In this belt conveyor 3, a drive device 30 including a motor, a transmission, etc. is controlled by a control device 8, and the operation of conveying the waste 2 is controlled.

3Dセンサ4は、ベルトコンベヤ3上の廃棄物2の形状及び高さを計測し、測定情報が、選別対象の判断や、ロボットアーム9の制御に用いられる。3Dセンサ4は、レーザースキャナを用いて構成することができる。上記3Dセンサ4は、ベルトコンベヤ3の上方を取り囲むように設置された計測室の内側に配置されている。ここで、3Dセンサ4は、レーザースキャナ以外の他の光学的手法によるものや、超音波等を利用した音響的手法によるものを用いてもよい。 The 3D sensor 4 measures the shape and height of the waste 2 on the belt conveyor 3, and the measurement information is used for determining the objects to be sorted and controlling the robot arm 9. The 3D sensor 4 can be configured using a laser scanner. The 3D sensor 4 is placed inside a measurement chamber installed to surround the belt conveyor 3 above. Here, the 3D sensor 4 may be one using an optical method other than a laser scanner, or one using an acoustic method using ultrasound or the like.

可視光カメラ5は、ベルトコンベヤ3上の廃棄物2を撮影して可視光画像を出力し、この可視光画像に基づいて判別装置7で廃棄物2の材質が判別される。可視光カメラ5は、ベルトコンベヤ3の上方を取り囲むように設置された撮影室の内側に配置され、外部の光による影響を防止するようになっている。可視光カメラ5は、ベルトコンベヤ3のコンベヤベルトが所定距離進行する毎に静止画像を撮影して、コンベヤベルト上の廃棄物2を漏れなく撮影するようになっている。なお、可視光カメラ5は、ベルトコンベヤ3の搬送面を連続的に撮影し、ベルトコンベヤ3の運転状況と同期して連続的な画像を出力するラインスキャン型のカメラを用いてもよい。 The visible light camera 5 photographs the waste 2 on the belt conveyor 3 and outputs a visible light image, and the material of the waste 2 is discriminated by the discriminating device 7 based on this visible light image. The visible light camera 5 is arranged inside a photographing room that surrounds above the belt conveyor 3, and is designed to prevent the influence of external light. The visible light camera 5 is configured to take a still image every time the conveyor belt of the belt conveyor 3 travels a predetermined distance, and to take pictures of all the waste 2 on the conveyor belt. Note that the visible light camera 5 may be a line scan type camera that continuously photographs the conveying surface of the belt conveyor 3 and outputs continuous images in synchronization with the operating status of the belt conveyor 3.

ハイパースペクトルカメラ6は、撮影対象の反射光の強度を、可視光及び近赤外線に属する複数の波長帯域ごとに取得して記録するものであり、2次元座標に、複数の波長帯域の光強度を示す情報が重畳して記録されたハイパースペクトル画像を出力する。このように、ハイパースペクトル画像は、赤外線帯域の情報を含み、本発明の赤外線画像に該当する。なお、ハイパースペクトルカメラ6は、可視光線の波長から赤外線の波長までの間で、複数の波長帯域について光強度を記録するものであれば、記録する波長帯域の個数や値は、判別しようとする材質に応じて適宜設定可能である。例えば、ハイパースペクトルカメラ6としては、1000nm以上2350nm以下の波長の可視光及び赤外線を、5~15nm程度の分解能で撮影するものを用いることができる。特に、1700nm以上2000nm以下の近赤外線を撮影するハイパースペクトルカメラ6を用いると、材質の判別精度が向上する点で特に好ましい。しかしながら、ハイパースペクトルカメラ6の撮影する波長の下限と上限は、いずれも他の値であってもよい。また、赤外線カメラとして、ハイパースペクトルカメラよりも記録する波長の範囲が狭く、また、波長分解能の低いマルチスペクトルカメラを用いてもよい。なお、ハイパースペクトルカメラは、マルチスペクトルカメラに包含される。 The hyperspectral camera 6 acquires and records the intensity of reflected light from the object to be photographed for each of a plurality of wavelength bands belonging to visible light and near-infrared rays, and records the light intensity of the plurality of wavelength bands in two-dimensional coordinates. A hyperspectral image in which the information shown is superimposed and recorded is output. Thus, the hyperspectral image includes information in the infrared band and corresponds to the infrared image of the present invention. Note that if the hyperspectral camera 6 records light intensity for multiple wavelength bands from the wavelength of visible light to the wavelength of infrared rays, the number and values of the wavelength bands to be recorded are determined. It can be set as appropriate depending on the material. For example, the hyperspectral camera 6 can be one that captures visible light and infrared light with a wavelength of 1000 nm or more and 2350 nm or less with a resolution of about 5 to 15 nm. In particular, it is particularly preferable to use a hyperspectral camera 6 that photographs near-infrared rays of 1700 nm or more and 2000 nm or less because the accuracy of material discrimination improves. However, both the lower limit and upper limit of the wavelength photographed by the hyperspectral camera 6 may have other values. Further, as the infrared camera, a multispectral camera that records a narrower range of wavelengths than a hyperspectral camera and has lower wavelength resolution may be used. Note that hyperspectral cameras are included in multispectral cameras.

また、ハイパースペクトルカメラ6は、ラインスキャン型であるのが好ましい。ラインスキャン型のハイパースペクトルカメラ6は、ベルトコンベヤ3の搬送面を幅方向に走査し、ベルトコンベヤ3の搬送面の延在方向に沿ったハイパースペクトル画像を出力する。ラインスキャン型のハイパースペクトルカメラ6は、エリア型のカメラを用いた場合のような、撮影範囲をラップさせて順次撮影する手間や、隣り合う画像を順次つなぎ合わせる工程を削除できる。また、ラインスキャン型のマルチペクトルカメラ6は、画像の撮影位置が、ベルトコンベヤ3の搬送面の移動方向において、実質的に1点に特定される。したがって、エリア型のカメラで撮影した場合のような、廃棄物が撮影されてから選別部で選別されるまでの時間に、画像中の位置によってばらつきが生じる不都合を防止できる。その結果、マルチスペクトル画像に基づいて廃棄物の材質を良好な精度で判別でき、また、良好な精度で廃棄物の選別動作を行うことができる。 Moreover, it is preferable that the hyperspectral camera 6 is of a line scan type. The line scan type hyperspectral camera 6 scans the conveyance surface of the belt conveyor 3 in the width direction and outputs a hyperspectral image along the extending direction of the conveyance surface of the belt conveyor 3. The line scan type hyperspectral camera 6 can eliminate the trouble of sequentially photographing by wrapping the photographic range and the process of sequentially joining adjacent images, which is required when using an area type camera. Further, in the line scan type multispectral camera 6, the image capturing position is substantially specified at one point in the moving direction of the conveying surface of the belt conveyor 3. Therefore, it is possible to prevent the inconvenience of variations depending on the position in the image in the time from when the waste is photographed until it is sorted by the sorting section, which occurs when photographing with an area type camera. As a result, the material of the waste can be determined with good accuracy based on the multispectral image, and the waste can be sorted with good accuracy.

図2及び図3は、ハイパースペクトルカメラ6が設置された赤外線画像撮影室21内を示す模式図である。図2は、ベルトコンベヤ3の搬送方向に沿った断面を示しており、図3は、ベルトコンベヤ3の搬送方向と直角方向であって、搬送面の幅方向に沿った断面を示している。この赤外線画像撮影室21内には、赤外線照射装置としての複数のハロゲンランプ22が配置され、このハロゲンランプ22よりもベルトコンベヤ3の搬送方向の下流側に、ハイパースペクトルカメラ6が配置されている。この赤外線画像撮影室21は、ベルトコンベヤ3のコンベヤベルトの搬送面の上方を取り囲むように設置されており、赤外線の撮影に対する外部の光の影響を防止するようになっている。ハロゲンランプ22は、ベルトコンベヤ3のコンベヤベルトの幅方向に複数個配列されている。これにより、搬送面への赤外線の照射量を、搬送面の幅方向において偏りが少なくなるようにしている。その結果、搬送面上の位置にかかわらず、廃棄物2に偏りの無い所定量の赤外線を照射して、ハイパースペクトルカメラ6の撮影画像から正確なスペクトル特性が得られるようになっている。ここで、図3ではハロゲンランプ22をベルトコンベヤ3のコンベヤベルトの幅方向に4個配置した例を示したが、ハロゲンランプ22の個数は何個でもよい。 2 and 3 are schematic diagrams showing the inside of the infrared imaging room 21 in which the hyperspectral camera 6 is installed. 2 shows a cross section of the belt conveyor 3 along the conveyance direction, and FIG. 3 shows a cross section of the belt conveyor 3 along the width direction of the conveyance surface in a direction perpendicular to the conveyance direction. In this infrared imaging room 21, a plurality of halogen lamps 22 as infrared irradiation devices are arranged, and a hyperspectral camera 6 is arranged downstream of these halogen lamps 22 in the conveyance direction of the belt conveyor 3. . This infrared imaging room 21 is installed so as to surround the upper part of the conveyor belt conveying surface of the belt conveyor 3, and is designed to prevent the influence of external light on infrared imaging. A plurality of halogen lamps 22 are arranged in the width direction of the conveyor belt of the belt conveyor 3. Thereby, the amount of infrared rays irradiated onto the conveyance surface is made to be less uneven in the width direction of the conveyance surface. As a result, the waste 2 is irradiated with an even, predetermined amount of infrared rays regardless of its position on the conveyance surface, and accurate spectral characteristics can be obtained from the image captured by the hyperspectral camera 6. Although FIG. 3 shows an example in which four halogen lamps 22 are arranged in the width direction of the conveyor belt of the belt conveyor 3, the number of halogen lamps 22 may be any number.

図4は、赤外線画像撮影室21内に、他の赤外線照射装置として、線形の赤外線発生源を有するリニア型ハロゲンランプ24を設置した様子を示す断面図である。図4は、図3と同様に、搬送面の幅方向に沿った断面を示している。ベルトコンベヤ3の搬送面の幅方向に延びるリニア型ハロゲンランプ24を用いることにより、搬送面の幅方向における赤外線の照射量の偏りを少なくできる。ここで、赤外線照射装置は、ハロゲンランプ22,24以外に、他の赤外線発生源を用いてもよい。 FIG. 4 is a cross-sectional view showing a linear halogen lamp 24 having a linear infrared radiation source installed as another infrared irradiation device in the infrared imaging room 21. Similar to FIG. 3, FIG. 4 shows a cross section along the width direction of the conveying surface. By using the linear halogen lamps 24 extending in the width direction of the conveyance surface of the belt conveyor 3, it is possible to reduce the deviation in the amount of infrared rays irradiated in the width direction of the conveyance surface. Here, the infrared ray irradiation device may use other infrared generation sources in addition to the halogen lamps 22 and 24.

金属センサ19は、ベルトコンベヤ3上の廃棄物2が金属であるか、又は、非金属であるかを検出し、検出結果として金属/非金属情報を出力する。金属/非金属情報は、判別装置7に入力され、廃棄物2の材質の判別に用いられる。金属センサ19は、電磁波や電磁界を利用したものや、X線を利用したもの等、種々の原理で金属又は非金属を検出するものを用いることができる。 The metal sensor 19 detects whether the waste 2 on the belt conveyor 3 is metal or non-metal, and outputs metal/non-metal information as a detection result. The metal/nonmetal information is input to the discrimination device 7 and used to discriminate the material of the waste 2. The metal sensor 19 can be one that detects metal or non-metal based on various principles, such as one that uses electromagnetic waves or an electromagnetic field, or one that uses X-rays.

図5は、判別装置7及び制御装置8を示すブロック図である。判別装置7は、3Dセンサ4の測定情報や可視光カメラ5が撮影した可視光画像やハイパースペクトルカメラ6から出力されたハイパースペクトル画像を処理する情報処理部11と、情報処理部11で処理されたハイパースペクトル画像に基づいて廃棄物2の材質を判別する第1判別部12と、情報処理部11で処理された可視光画像に基づいて廃棄物2の材質を判別する第2判別部13と、3Dセンサ4や可視光カメラ5やハイパースペクトルカメラ6からの情報を記憶する記憶部14を有する。制御装置8は、判別部12,13による判別結果に基づいてロボットアーム9を制御すると共にベルトコンベヤ3を制御する制御部16と、廃棄物選別装置1の設定に関する操作を受け付ける操作部17を有する。 FIG. 5 is a block diagram showing the discrimination device 7 and the control device 8. As shown in FIG. The discrimination device 7 includes an information processing unit 11 that processes measurement information from the 3D sensor 4, visible light images captured by the visible light camera 5, and hyperspectral images output from the hyperspectral camera 6; a first discrimination unit 12 that discriminates the material of the waste 2 based on the hyperspectral image obtained by the processing unit 11; and a second discrimination unit 13 that discriminates the material of the waste 2 based on the visible light image processed by the information processing unit 11; , a storage unit 14 that stores information from the 3D sensor 4, visible light camera 5, and hyperspectral camera 6. The control device 8 includes a control section 16 that controls the robot arm 9 and the belt conveyor 3 based on the discrimination results by the discrimination sections 12 and 13, and an operation section 17 that receives operations related to the settings of the waste sorting device 1. .

判別装置7と制御装置8は、いずれもCPU(Central Processing Unit)と、コンピュータプログラムが格納された記憶装置を有し、記憶装置のコンピュータプログラムが読み出されてCPUで実行されることにより、各装置の機能が実現される。なお、判別装置7の記憶部14は、磁気ディスクや半導体メモリ等で形成することができる。また、記憶部14の一部又は全部を、判別装置7から分離して廃棄物選別装置1の設置位置から離れた位置に配置し、情報ネットワークにより判別装置7に接続してもよい。この場合、記憶部14として、クラウドサーバや、ブロックチェーン技術を用いた分散型台帳を利用することができる。また、制御装置8の操作部17は、ボタン、タッチセンサ、タッチパッド、ダイヤル等の入力装置や、表示機能を兼ね備えたタッチパネルで形成することができる。 The discrimination device 7 and the control device 8 both have a CPU (Central Processing Unit) and a storage device in which a computer program is stored, and each computer program is read out from the storage device and executed by the CPU. The functionality of the device is realized. Note that the storage section 14 of the discrimination device 7 can be formed of a magnetic disk, a semiconductor memory, or the like. Further, a part or all of the storage unit 14 may be separated from the discrimination device 7, placed at a position away from the installation position of the waste sorting device 1, and connected to the discrimination device 7 via an information network. In this case, a cloud server or a distributed ledger using blockchain technology can be used as the storage unit 14. Further, the operation unit 17 of the control device 8 can be formed of an input device such as a button, a touch sensor, a touch pad, or a dial, or a touch panel that also has a display function.

判別装置7の情報処理部11は、3Dセンサ4の測定情報と、可視光カメラ5が撮影した可視光画像と、ハイパースペクトルカメラ6が撮影したハイパースペクトル画像と、金属センサ19の検出情報が入力される。情報処理部11は、3Dセンサ4の測定情報に基づいて、所定の大きさであり、かつ、ベルトコンベヤ3上の配置状態が把持可能な状態である廃棄物2を、選別候補として抽出する。大きさについては、ロボットアーム9の把持部で把持可能な大きさであるものを抽出する。また、配置状態については、ロボットアーム9の把持部が他の廃棄物2やベルトコンベヤ3等の部材に干渉することなく把持できるものを抽出する。情報処理部11は、可視光画像から、選別候補として抽出した廃棄物2の部分の画像を切り出す。可視光画像に複数の選別候補の廃棄物2が写り込んでいる場合、複数の廃棄物2の部分の画像を切り出す。画像が切り出された選別候補の廃棄物2について、可視光画像中の座標に基づいて平面位置を特定すると共に、3Dセンサ4の測定情報のうちの高さ情報を特定して紐付ける。なお、廃棄物2の大きさや配置は、可視光カメラ5の可視光画像に基づいて判断してもよい。 The information processing unit 11 of the discrimination device 7 receives measurement information from the 3D sensor 4, a visible light image taken by the visible light camera 5, a hyperspectral image taken by the hyperspectral camera 6, and detection information from the metal sensor 19. be done. Based on the measurement information of the 3D sensor 4, the information processing unit 11 extracts waste 2 that has a predetermined size and is arranged on the belt conveyor 3 in a grippable state as a sorting candidate. Regarding the size, those that are large enough to be gripped by the gripping section of the robot arm 9 are extracted. Moreover, regarding the arrangement state, one is extracted that allows the gripping part of the robot arm 9 to grip the other waste 2 or other members such as the belt conveyor 3 without interfering with them. The information processing unit 11 cuts out an image of the waste 2 extracted as a sorting candidate from the visible light image. When a plurality of waste materials 2 that are candidates for sorting are reflected in the visible light image, images of portions of the plurality of waste materials 2 are cut out. Regarding the waste material 2 as a sorting candidate whose image has been cut out, the plane position is specified based on the coordinates in the visible light image, and the height information among the measurement information of the 3D sensor 4 is specified and linked. Note that the size and arrangement of the waste 2 may be determined based on a visible light image taken by the visible light camera 5.

情報処理部11は、選別候補として抽出した廃棄物2について、可視光画像の廃棄物2の部分と高さ情報に基づいて重心を算出すると共に、ロボットアーム9で把持する際の把持部の姿勢を特定する。これらの廃棄物2の重心の情報と、廃棄物2を把持する際の把持部の姿勢の情報は、判別部12,13で判別された材質の情報と共に、制御装置8の制御部16へ送られる。 The information processing unit 11 calculates the center of gravity of the waste 2 extracted as a sorting candidate based on the part of the waste 2 in the visible light image and the height information, and also calculates the posture of the gripping part when gripped by the robot arm 9. Identify. Information on the center of gravity of the waste 2 and information on the posture of the gripping section when gripping the waste 2 are sent to the control section 16 of the control device 8 together with information on the material determined by the determination sections 12 and 13. It will be done.

また、判別装置7の情報処理部11は、ベルトコンベヤ3に設置された移動量検出部で検出されたコンベヤベルトの移動量を示す情報を、制御装置8の制御部16を介して受け取る。ベルトコンベヤ3の移動量検出部は、エンコーダ等を用いることができる。このコンベヤベルトの移動量に応じて、情報処理部11は、3Dセンサ4、可視光カメラ5、ハイパースペクトルカメラ6及び金属センサ19を制御して測定や撮影のタイミングを図るようになっている。3Dセンサ4、可視光カメラ5及び金属センサ19の作動のタイミングをベルトコンベヤ3の移動量に応じて制御することにより、3Dセンサ4、可視光カメラ5、ハイパースペクトルカメラ6及び金属センサ19で取得した情報に基づいて、ロボットアーム9で廃棄物2を正確に特定して選別することができる。 Further, the information processing section 11 of the discrimination device 7 receives information indicating the amount of movement of the conveyor belt detected by the movement amount detection section installed on the belt conveyor 3 via the control section 16 of the control device 8 . As the movement amount detection section of the belt conveyor 3, an encoder or the like can be used. The information processing unit 11 controls the 3D sensor 4, the visible light camera 5, the hyperspectral camera 6, and the metal sensor 19 in accordance with the amount of movement of the conveyor belt to determine the timing of measurement and photography. By controlling the timing of the operation of the 3D sensor 4, visible light camera 5, and metal sensor 19 according to the amount of movement of the belt conveyor 3, the 3D sensor 4, visible light camera 5, hyperspectral camera 6, and metal sensor 19 acquire images. Based on this information, the robot arm 9 can accurately identify and sort the waste 2.

判別装置7の情報処理部11は、選別候補として抽出した廃棄物2について、ハイパースペクトル画像の廃棄物2の部分を切り出し、選別する選別候補として抽出し、切出した廃棄物2のハイパースペクトル画像を第1判別部12へ出力する。 The information processing unit 11 of the discriminating device 7 cuts out the part of the waste 2 in the hyperspectral image of the waste 2 extracted as a sorting candidate, extracts it as a sorting candidate to be sorted, and displays the hyperspectral image of the cut out waste 2. It is output to the first determining section 12.

判別装置7の第1判別部12は、情報処理部11から入力された廃棄物2のハイパースペクトル画像に基づいて、反射光の波長分布を分析し、廃棄物2のスペクトル特性を特定する。第1判別部12は、特定したスペクトル特性に基づいて、廃棄物2の材質を特定する。第1判別部12により材質が特定され、特定された材質が所定の材質であると、情報処理部11により、第1実施形態と同様に切り出された可視光画像中の座標に基づいて平面位置が特定されると共に、3Dセンサ4の測定情報のうちの高さ情報が特定されて紐付けられる。さらに、情報処理部11により、可視光画像の廃棄物2の部分が抽出され、可視光画像の抽出部分と高さ情報に基づいて廃棄物2の重心が算出される。これと共に、ロボットアーム9で把持される際の把持部の姿勢が特定される。これらの廃棄物2の重心の情報と、把持部の姿勢の情報は、第1判別部12で判別された材質の情報と共に、制御装置8の制御部16へ送られる。制御部16は、情報処理部11から受け取った廃棄物2の重心とロボットアーム9の把持部の姿勢に関する情報に基づいて、ロボットアーム9を制御し、廃棄物2をベルトコンベヤ3から取り上げて所定の収集箱10に投入させる。 The first discrimination unit 12 of the discrimination device 7 analyzes the wavelength distribution of the reflected light based on the hyperspectral image of the waste 2 input from the information processing unit 11, and specifies the spectral characteristics of the waste 2. The first determining unit 12 identifies the material of the waste 2 based on the identified spectral characteristics. The first discrimination unit 12 identifies the material, and if the identified material is a predetermined material, the information processing unit 11 determines the plane position based on the coordinates in the visible light image cut out in the same way as in the first embodiment. is specified, and height information among the measurement information of the 3D sensor 4 is specified and linked. Further, the information processing unit 11 extracts a portion of the waste 2 from the visible light image, and calculates the center of gravity of the waste 2 based on the extracted portion of the visible light image and the height information. At the same time, the posture of the gripping portion when gripped by the robot arm 9 is specified. Information on the center of gravity of the waste 2 and information on the posture of the gripping section are sent to the control section 16 of the control device 8 together with information on the material determined by the first determination section 12. The control unit 16 controls the robot arm 9 based on the information regarding the center of gravity of the waste 2 and the posture of the gripping part of the robot arm 9 received from the information processing unit 11, and picks up the waste 2 from the belt conveyor 3 and moves it to a predetermined position. to the collection box 10.

この判別装置7は、ハイパースペクトルカメラ6によるハイパースペクトル画像に基づいて第1判別部12で材質を特定し、第1判別部12で特定された材質が所定の材質以外である場合は、第2判別部13で可視光画像に基づいて機械学習に基づく判別モデルにより材質を特定する。したがって、廃棄物2の材質を高い精度で判別することができる。 This discrimination device 7 specifies the material in a first discrimination section 12 based on the hyperspectral image taken by the hyperspectral camera 6, and when the material specified by the first discrimination section 12 is other than a predetermined material, a second discrimination device 7 specifies the material. The discrimination unit 13 specifies the material based on the visible light image using a discrimination model based on machine learning. Therefore, the material of the waste 2 can be determined with high accuracy.

ここで、第1判別部12は、廃棄物2の材質を、上記所定の材質として、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリスチレンフォーム、ポリエチレンテレフタレート及び紙類のいずれかであると判別した場合、これらの材質の廃棄物2をロボットアーム9で選別するように設定できる。一方、第1判別部12が判別した材質が、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリスチレンフォーム、ポリエチレンテレフタレート及び紙類のいずれでもない場合、この廃棄物2の材質を第2判別部13により判別するように設定できる。第2判別部13により判別する材質としては、鉄、アルミニウム、銅、ステンレス、コンクリート、木及びガラス等を挙げることができる。このように、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリスチレンフォーム、ポリエチレンテレフタレート及び紙類を第1判別部12で判別し、鉄、アルミニウム、銅、ステンレス、コンクリート、木及びガラス等を第2判別部13で判別することにより、廃棄物2の材質を高い精度で判別することができる。なお、木及び/又はコンクリートは、第1判別部12によって判別してもよい。また、鉄、アルミニウム、銅及びステンレスは、第2判別部13によらず、金属センサ19のみにより検出してもよい。 Here, when the first determining unit 12 determines that the material of the waste 2 is one of polyethylene, polypropylene, polyvinyl chloride resin, polystyrene foam, polyethylene terephthalate, and paper, The robot arm 9 can be configured to sort the waste 2 made of these materials. On the other hand, if the material determined by the first discrimination section 12 is neither polyethylene, polypropylene, polyvinyl chloride resin, polystyrene foam, polyethylene terephthalate, nor paper, the second discrimination section 13 discriminates the material of the waste 2. It can be set to Examples of the material to be determined by the second determining unit 13 include iron, aluminum, copper, stainless steel, concrete, wood, and glass. In this way, polyethylene, polypropylene, polyvinyl chloride resin, polystyrene foam, polyethylene terephthalate, and paper are discriminated by the first discrimination section 12, and iron, aluminum, copper, stainless steel, concrete, wood, glass, etc. are discriminated by the second discrimination section. 13, the material of the waste 2 can be determined with high accuracy. Note that wood and/or concrete may be discriminated by the first discrimination unit 12. Further, iron, aluminum, copper, and stainless steel may be detected only by the metal sensor 19 without using the second discrimination section 13.

情報処理部11は、第1判別部12により、単一の廃棄物2から複数の材質が検出された場合、各材質の配分割合に基づいて、この廃棄物2の材質を判別するのが好ましい。例えば、単一の廃棄物2からガラスと紙が検出された場合、ラベル付きのガラス容器である可能性が高く、材質の占める割合はガラスが大半であるため、この廃棄物2の材質はガラスと判別する。この場合、紙とガラスが検出され、ガラスの占める割合が40%を超えたときに、ガラスと判別することができる。また、第1判別部12により単一の廃棄物2に複数の材質が検出された場合、検出された材質の種類及び/又は配分割合に、可視光カメラ5で撮影した可視光画像から抽出した廃棄物2の形状を組み合わせて廃棄物2の種類を特定し、材質を判別してもよい。これにより、例えば、紙やプラスチックのラベルの付されたガラス瓶を特定し、材料をガラスに判別することができる。 When the first discrimination unit 12 detects a plurality of materials from a single waste 2, the information processing unit 11 preferably discriminates the material of the waste 2 based on the distribution ratio of each material. . For example, if glass and paper are detected in a single waste 2, there is a high possibility that it is a glass container with a label, and since the majority of the material is glass, the material of waste 2 is glass. It is determined that In this case, paper and glass are detected, and when the ratio of glass exceeds 40%, it can be determined that the object is glass. In addition, when multiple materials are detected in a single waste 2 by the first discrimination unit 12, the types and/or distribution ratios of the detected materials are extracted from the visible light image taken by the visible light camera 5. The type of the waste 2 may be specified by combining the shapes of the waste 2, and the material may be determined. With this, for example, a glass bottle with a paper or plastic label can be identified and the material can be determined to be glass.

一方、情報処理部11は、第1判別部12で所定の材質であると判別されたもの以外の廃棄物2について、第2判別部13により材質を判別するための処理を行う。すなわち、第1判別部12で材質が判別されなかった廃棄物2や、第1判別部12による判別結果では選別を行わないことが予め定められた材質の廃棄物2について、情報処理部11が可視光画像から廃棄物2の部分を切り出し、切り出した廃棄物2の画像を第2判別部13へ出力する。また、情報処理部11により、切り出された可視光画像中の座標に基づいて平面位置が特定されると共に、3Dセンサ4の測定情報のうちの高さ情報が特定されて紐付けられ、廃棄物2の重心が算出され、ロボットアーム9で把持される際の把持部の姿勢が特定される。 On the other hand, the information processing section 11 performs processing for discriminating the material of the waste 2 other than that determined by the first discriminating section 12 as being made of a predetermined material by the second discriminating section 13 . In other words, the information processing unit 11 determines whether the waste 2 whose material was not determined by the first discrimination unit 12 or whose material is predetermined not to be sorted based on the discrimination result by the first discrimination unit 12. A portion of the waste 2 is cut out from the visible light image, and the cut out image of the waste 2 is output to the second discrimination section 13. Further, the information processing unit 11 specifies the plane position based on the coordinates in the cut out visible light image, and also specifies and links the height information of the measurement information of the 3D sensor 4, and 2 is calculated, and the posture of the gripping portion when gripped by the robot arm 9 is specified.

第2判別部13は、情報処理部11から廃棄物2の可視光画像を受け取ると、この廃棄物2の可視光画像に基づいて、画像認識技術により廃棄物2の材質の判別を行う。第2判別部13は、判別モデルとして、教師有り学習によってアルゴリズムを成長させるニューラルネットワークを用いて構成されている。この第2判別部13は、廃棄物2の画像が入力され、ニューラルネットワークにより計算を実行して、上記廃棄物2の材質を出力する。なお、第2判別部13は、判別モデルとして、他の教師有り学習を行うアルゴリズムによるサポートベクターマシン(SVM)等を用いてもよい。また、第2判別部13のニューラルネットワークは、多数構造を有してディープラーニングを行ってもよい。また、第2判別部13は、ニューラルネットワークによる処理を、ソフトウェアで実行してもよく、或いは、ハードウェアで実行してもよい。 When the second discrimination unit 13 receives the visible light image of the waste 2 from the information processing unit 11, it discriminates the material of the waste 2 using image recognition technology based on the visible light image of the waste 2. The second discriminator 13 is configured using a neural network that grows an algorithm through supervised learning as a discriminator model. The second discriminator 13 receives an image of the waste 2, performs calculations using a neural network, and outputs the material of the waste 2. Note that the second discriminator 13 may use a support vector machine (SVM) or the like based on another algorithm that performs supervised learning as the discriminant model. Further, the neural network of the second discriminator 13 may have a multiple structure and perform deep learning. Further, the second determination unit 13 may execute the processing using a neural network using software or hardware.

第2判別部13のニューラルネットワークは、廃棄物2の選別作業を行うに先立ち、学習モードで機械学習を行う。学習モードでは、教師データとして、廃棄物の画像を入力すると共に、この廃棄物の画像の材質の情報を正解として入力する。廃棄物選別装置1で選別しようとする複数の材質について、廃棄物の種々の形態を示した画像と、この廃棄物の材質を示す正解の情報との複数の組み合わせを準備し、これらの複数の組み合わせの画像及び情報を用いて機械学習を行う。 The neural network of the second discriminator 13 performs machine learning in a learning mode before performing the work of sorting the waste 2. In the learning mode, an image of waste is input as training data, and information on the material of the image of waste is input as the correct answer. For a plurality of materials to be sorted by the waste sorting device 1, a plurality of combinations of images showing various forms of waste and correct information indicating the material of this waste are prepared, and these plural combinations are prepared. Perform machine learning using combined images and information.

制御装置8の制御部16は、判別装置7からの情報に基づいてロボットアーム9及びベルトコンベヤ3を制御する。また、ベルトコンベヤ3の移動量検出部で検出されたコンベヤベルトの移動量を示す情報を、判別装置7に出力する。また、制御部16は、情報処理部11で選別の対象として特定された廃棄物2について、情報処理部11から受け取った廃棄物2の重心とロボットアーム9の把持部の姿勢に関する情報に基づいて、ロボットアーム9を制御し、廃棄物2をベルトコンベヤ3から取り上げ、材質に応じた収集箱10に投入する動作を実行させる。 The control unit 16 of the control device 8 controls the robot arm 9 and the belt conveyor 3 based on information from the discrimination device 7. Further, information indicating the amount of movement of the conveyor belt detected by the movement amount detection section of the belt conveyor 3 is output to the discrimination device 7. The control unit 16 also controls the waste 2 identified by the information processing unit 11 as a sorting target based on the information regarding the center of gravity of the waste 2 and the posture of the gripping portion of the robot arm 9 received from the information processing unit 11. , controls the robot arm 9 to carry out an operation of picking up the waste 2 from the belt conveyor 3 and putting it into a collection box 10 according to the material.

ロボットアーム9は、例えば垂直多関節ロボットにより構成され、先端に設けた把持部により、ベルトコンベヤ3上の廃棄物2を掴んで取り上げ、取り上げた廃棄物2の材質に応じて、材質毎に設定された収集箱10に投入する。ロボットアーム9は、垂直多関節ロボット以外に、パラレルリンクロボット等の他の形式のロボットを用いてもよい。 The robot arm 9 is constituted by, for example, a vertical articulated robot, and uses a gripper provided at its tip to grasp and pick up the waste 2 on the belt conveyor 3, and selects settings for each material depending on the material of the picked up waste 2. and put it into the collected collection box 10. As the robot arm 9, other types of robots such as parallel link robots may be used in addition to the vertical articulated robot.

上記構成の廃棄物選別装置1は、第2判別部13で行われる処理に応じて、学習モードと判別モードの運転を行う。すなわち、第2判別部13は、廃棄物2の判別の学習を行う学習モードと、廃棄物2の選別のために判別を行う判別モードの処理を行う。 The waste sorting device 1 configured as described above operates in a learning mode and a discrimination mode depending on the processing performed by the second discrimination section 13. That is, the second discrimination unit 13 performs processing in a learning mode in which learning is performed to discriminate waste 2 and in a discrimination mode in which discrimination is performed for sorting waste 2.

学習モードでは、廃棄物選別装置1のベルトコンベヤ3で廃棄物2を搬送し、可視光カメラ5で撮影した可視光画像を情報処理部11で処理して廃棄物2の部分を抽出すると共に、制御装置17の操作部17を通じて上記廃棄物2の材質に関する情報が正解として操作者によって入力される。上記廃棄物2の画像と、上記材質に関する正解の情報を、第2判別部13に入力して教師有り学習を行うことができる。正解としての廃棄物2の材質に関する情報の入力は、判別装置7に入力部を接続し、この入力部を通じて行ってもよい。 In the learning mode, the waste 2 is transported by the belt conveyor 3 of the waste sorting device 1, and the visible light image taken by the visible light camera 5 is processed by the information processing unit 11 to extract parts of the waste 2. Information regarding the material of the waste 2 is input as a correct answer by the operator through the operation unit 17 of the control device 17. Supervised learning can be performed by inputting the image of the waste 2 and the correct information regarding the material to the second discriminator 13. Information regarding the material of the waste 2 as the correct answer may be input by connecting an input section to the discriminating device 7 and performing the input through this input section.

また、学習モードにおいて、操作者は、廃棄物選別装置1の設置位置と異なる位置で、正解としての廃棄物2の材質に関する情報を入力してもよい。この場合、廃棄物選別装置1に通信装置を接続すると共に、情報の入力を行う位置に、画像表示装置と入力部と通信部を有する情報入力装置を設置する。廃棄物選別装置1の通信装置と、情報入力装置の通信部を情報ネットワークで接続し、廃棄物2の画像を情報入力装置に送信する。この廃棄物2の画像を情報入力装置の表示部に表示し、操作者が、上記表示部に表示された廃棄物2の画像を視認し、この廃棄物2の材質を判断して、入力部に材質に関する情報を入力する。入力部に入力された情報を、情報入力装置から廃棄物選別装置1に送信し、廃棄物2の画像と共に教師データとして第2判別部13に入力する。このようにして、廃棄物選別装置1から離れた位置に存在する操作者が、廃棄物2の材質を判断して材質に関する情報を送信することにより、廃棄物選別装置1の第2判別部13の機械学習を行うことができる。情報入力装置を、例えば障害者作業所や作業療法施設等に配置することにより、廃棄物2の材質の判断と入力の仕事を提供することができる。 Further, in the learning mode, the operator may input information regarding the material of the waste 2 as the correct answer at a position different from the installation position of the waste sorting device 1. In this case, a communication device is connected to the waste sorting device 1, and an information input device having an image display device, an input section, and a communication section is installed at a position where information is input. The communication device of the waste sorting device 1 and the communication section of the information input device are connected via an information network, and images of the waste 2 are transmitted to the information input device. The image of the waste 2 is displayed on the display section of the information input device, and the operator visually checks the image of the waste 2 displayed on the display section, judges the material of the waste 2, and then inputs the information into the input device. Enter information about the material in . The information input to the input section is transmitted from the information input device to the waste sorting device 1, and inputted together with the image of the waste 2 to the second discrimination section 13 as teacher data. In this way, an operator located at a distance from the waste sorting device 1 determines the material of the waste 2 and transmits information regarding the material to the second discriminating section 13 of the waste sorting device 1. Machine learning can be performed. By placing the information input device in, for example, a workplace for the disabled, an occupational therapy facility, etc., it is possible to provide the task of determining and inputting the material of the waste 2.

また、学習モードでは、ベルトコンベヤ3上の廃棄物2の撮影画像に基づいて機械学習を行う以外に、廃棄物の画像と、この画像の廃棄物の材質を示す情報とを予め準備しておき、これらの画像と情報を第2判別部13に入力して機械学習を行ってもよい。また、廃棄物選別装置1と異なる位置に、第2判別部13と同様のニューラルネットワークを含む計算機を設置し、この計算機で廃棄物の画像と材質を示す情報とに基づいて機械学習を行い、機械学習により得られたパラメータを廃棄物選別装置1の第2判別部13に読み込ませてもよい。また、上記計算機で機械学習を行って得たパラメータは、複数の廃棄物選別装置1と共有してもよい。 In addition, in the learning mode, in addition to performing machine learning based on the photographed image of the waste 2 on the belt conveyor 3, an image of the waste and information indicating the material of the waste in this image are prepared in advance. , these images and information may be input to the second discriminator 13 to perform machine learning. In addition, a computer including a neural network similar to that of the second discriminator 13 is installed at a location different from the waste sorting device 1, and this computer performs machine learning based on the image of the waste and information indicating the material. The parameters obtained by machine learning may be read into the second discrimination section 13 of the waste sorting device 1. Further, the parameters obtained by performing machine learning using the computer described above may be shared with a plurality of waste sorting devices 1.

学習モードで機械学習を行った第2判別部13は、判別モードにおいて、情報処理部11から出力された廃棄物2の画像が入力され、アルゴリズムに沿って計算を行い、材質を出力する。ここで、第2判別部13には、情報処理部11から出力された廃棄物2の画像と共に、金属センサ19から出力された金属/非金属情報が入力され、ニューラルネットワークで処理が行われる。このように、廃棄物2の画像と金属/非金属情報に基づいて判別を行うことにより、第2判別部13による材質の判別結果の正確さを、廃棄物2の画像のみに基づいて判別を行うよりも、向上することができる。 The second discriminator 13, which has performed machine learning in the learning mode, receives the image of the waste 2 output from the information processing section 11 in the discriminator mode, performs calculations according to an algorithm, and outputs the material. Here, the metal/non-metal information output from the metal sensor 19 is input to the second discrimination unit 13 together with the image of the waste 2 output from the information processing unit 11, and processing is performed by the neural network. In this way, by performing the discrimination based on the image of the waste 2 and the metal/non-metal information, the accuracy of the material discrimination result by the second discriminator 13 can be checked based only on the image of the waste 2. You can improve more than you do.

また、第2判別部13は、判別モードで材質の判別を行った廃棄物2のうち、予め行われた判別試験により所定の正判別率に達した材質の廃棄物2について、この廃棄物2を選別の対象として、ロボットアーム9の動作に必要な情報を制御装置8に向けて出力する。ロボットアーム9の動作に必要な情報としては、廃棄物2の材質に関する情報や、廃棄物2の重心に関する情報や、ロボットアームの把持部の姿勢に関する情報等を採用できる。正判別率を特定するための判別試験は、第2判別部13の学習モードで機械学習を行った後に行ってもよい。また、ロボットアーム9の動作に必要な情報を制御装置8に向けて出力するのは、第2判別部13による判別結果を受けて、情報処理部11が行ってもよい。また、廃棄物2を選別の対象とする正判別率の値は、80%以上や、90%以上等の種々の値を設定できる。 In addition, the second discrimination unit 13 selects waste 2 whose material has reached a predetermined correct discrimination rate in a discrimination test conducted in advance, among the waste 2 whose materials have been discriminated in the discrimination mode. The information necessary for the operation of the robot arm 9 is outputted to the control device 8 with the robot arm 9 as the object of selection. As the information necessary for the operation of the robot arm 9, information regarding the material of the waste 2, information regarding the center of gravity of the waste 2, information regarding the posture of the gripping portion of the robot arm, etc. can be employed. The discrimination test for specifying the correct discrimination rate may be performed after machine learning is performed in the learning mode of the second discrimination unit 13. Further, the information processing unit 11 may output the information necessary for the operation of the robot arm 9 to the control device 8 in response to the determination result by the second determination unit 13. Further, the value of the correct discrimination rate for the waste 2 to be sorted can be set to various values such as 80% or more, 90% or more.

表1は、判別モードにおいて、金属センサ19から出力された金属/非金属情報を入力しない金属教示無の場合と、金属/非金属情報を入力する金属教示有の場合とで、第2判別部13による材質の判別結果の正解の割合を示した正判別率の違いを示した表である。ここで、正判別率は、アルミニウム、銅、鉄、SUS(ステンレススチール)、ガラス、コンクリート、木、紙類、プラスチック、ポリ塩化ビニル樹脂、ペットボトル及びポリスチレンフォームが混在する1000個の廃棄物2について、第2判別部13で材質の判別を行い、所定の材質であると判別された数のうち、正しく判別された数の占める割合を算出して求めた。また、第2判別部13は、アルミニウム、銅、鉄、SUS、ガラス、コンクリート、木、紙類、プラスチック、ペットボトル、ポリスチレンフォーム(発泡スチロール)及びPVC(ポリ塩化ビニル樹脂)について、予め教師データにより機械学習を行った。表1において、数値の単位は%であり、判別した材質の正判別率を示している。ここで、プラスチックは、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリスチレンフォーム及びポリエチレンテレフタレート以外のプラスチックである。

Figure 2024016293000002
Table 1 shows that in the discrimination mode, the second discriminating section 13 is a table showing the difference in the correct discrimination rate showing the proportion of correct answers in the material discrimination results according to No. 13. Here, the correct classification rate is 1000 pieces of waste containing a mixture of aluminum, copper, iron, SUS (stainless steel), glass, concrete, wood, paper, plastic, polyvinyl chloride resin, PET bottles, and polystyrene foam. The material was determined by the second determining unit 13, and the proportion of the number correctly determined out of the number determined to be of a predetermined material was calculated. In addition, the second discrimination unit 13 determines whether aluminum, copper, iron, SUS, glass, concrete, wood, paper, plastic, PET bottles, polystyrene foam (expanded styrene foam), and PVC (polyvinyl chloride resin) are determined based on teacher data in advance. Performed machine learning. In Table 1, the numerical unit is % and indicates the correct discrimination rate of the discriminated materials. Here, the plastic is a plastic other than polyvinyl chloride resin, polystyrene foam, and polyethylene terephthalate.
Figure 2024016293000002

表1から分かるように、判別モードにおいて、廃棄物2の画像と共に、金属/非金属情報を第2判別部13に入力することにより、材質の正判別率を向上することができる。 As can be seen from Table 1, in the discrimination mode, by inputting the metal/nonmetal information to the second discrimination section 13 together with the image of the waste 2, it is possible to improve the correct discrimination rate of the material.

なお、表1には、アルミニウム、銅、鉄及びSUSについては、金属センサ19で金属と検知されたことに応じて第2判別部13による判別は行わなかったが、第2判別部13による判別を行ってもよい。また、表1に記載した材質のうち、プラスチック、ポリ塩化ビニル樹脂、ペットボトル及びポリスチレンフォームは第1判別部12で判別してもよい。 Note that Table 1 shows that aluminum, copper, iron, and SUS were not judged by the second discrimination unit 13 in response to their being detected as metal by the metal sensor 19; You may do so. Furthermore, among the materials listed in Table 1, plastic, polyvinyl chloride resin, PET bottles, and polystyrene foam may be discriminated by the first discrimination section 12.

図6は、第1実施形態の廃棄物選別装置1の動作を示すフロー図である。図6に示すように、本実施形態の廃棄物選別装置1は、まず、判別装置7の第2判別部13の機械学習を行うために、廃棄物の可視光画像と、この廃棄物の材質を示す情報とを含む教師データを準備する(ステップS11)。教師データの準備は、廃棄物選別装置1のベルトコンベヤ3で廃棄物2を搬送し、可視光カメラ5で廃棄物2を撮影して得た可視光画像を判別装置7の情報処理部11で抽出すると共に、この廃棄物2の材質を示す情報を外部から入力して行ってもよい。また、教師データとして、他の方法により得た廃棄物の画像と、この廃棄物の材質を示す情報とを準備してもよい。教師データを準備した後、第2判別部13が教師モードになり、教師データの入力を受け、判別を行おうとする複数の材質の廃棄物について機械学習を行う(ステップS12)。第2判別部13の機械学習を行った後、廃棄物選別装置1に実際に廃棄物2を投入し、第2判別部13により廃棄物2の材質を判別する試験を行う。この判別試験は、判別しようとする材質の複数の廃棄物について行う。第2判別部13による廃棄物2の判別の結果を集計し、材質を正確に判別できたか否かを確認して、材質毎の正判別率を算出する。また、第2判別部13による判別試験と共に、第1判別部12による判別試験を行う。第1判別部12による判別試験は、廃棄物選別装置1に廃棄物2を投入し、ハイパースペクトルカメラ6で廃棄物2を撮影し、ハイパースペクトル画像に基づいて第1判別部12により廃棄物2の材質を判別する。この第1判別部12による廃棄物2の判別の結果を集計し、材質を正確に判別できたか否かを確認して、材質毎の正判別率を算出する。これらにより、判別装置7で判別しようとする全て材質について、材質毎の正判別率を算出する。(ステップS13)。この後、第2判別部13が判別モードになり、廃棄物2を矢印Eで示すように、ベルトコンベヤ3の始端部に投入する。ベルトコンベヤ3に投入されて搬送される廃棄物2は、金属センサ19で金属又は非金属であるかが判別され(ステップS14)、3Dセンサ4で形状が計測されて三次元情報が取得され(ステップS15)、可視光カメラ5で可視光画像が取得され(ステップS16)、ハイパースペクトルカメラ6でハイパースペクトル画像が取得される(ステップS17)。このハイパースペクトル画像に基づいて、第1判別部12により、廃棄物2の材質が判別される(ステップS18)。第1判別部12により廃棄物2の材質が判別されると、この材質が所定の材質であるか否かが判断され(ステップS19)、所定の材質であると、この材質の廃棄物2のうち、判別試験で正判別率が80%以上と特定された材質である場合に、判別装置7は、廃棄物2の材質に関する情報と、廃棄物2の重心に関する情報と、ロボットアームの把持部の姿勢に関する情報を、制御装置8の制御部16に出力する。制御部16は、廃棄物2の材質に関する情報と、廃棄物2の重心に関する情報と、ロボットアームの把持部の姿勢に関する情報を受けると、これらの情報に基づいてロボットアーム9を制御し、ベルトコンベヤ3上の廃棄物2を取り上げて、材質に対応した収集箱10に投入して選別を行う(ステップ21)。ステップS19において、第1判別部12で判別された材質が所定の材質ではない場合、金属/非金属情報と可視光画像が第2判別部13のニューラルネットワークに入力されて、廃棄物2の材質が判別される(ステップS20)。第2判別部13のニューラルネットワークで材質が判別された廃棄物2のうち、判別試験で正判別率が80%以上と特定された材質の廃棄物2について、ロボットアーム9でベルトコンベヤ3上から取り上げ、材質に対応した収集箱10に投入して選別を行う(ステップ21)。ベルトコンベヤ3上の廃棄物2のうち、ロボットアーム9で取り上げられなかった廃棄物2は、矢印F1で示すようにベルトコンベヤ3の終端部から排出され、図示しないコンベヤ等の搬送装置によって戻されて、矢印F2で示すようにベルトコンベヤ3の始端部に再度投入される。ベルトコンベヤ3上に、選別すべき廃棄物2が残留しているか否かが、3Dセンサ4の三次元情報及び/又は可視光カメラ5の可視光画像に基づいて判別装置7で判断され(ステップS22)、ベルトコンベヤ3上に選別すべき廃棄物2が残留する場合、制御装置8によりベルトコンベヤ3の運転が継続され、これにより、ベルトコンベヤ3上の廃棄物2についてステップS14乃至S21の工程が繰り返される。一方、ベルトコンベヤ3上に選別すべき廃棄物2が無くなると、制御装置8によりベルトコンベヤ3の運転が停止され、廃棄物選別装置1の選別の作業が終了する。 FIG. 6 is a flow diagram showing the operation of the waste sorting device 1 of the first embodiment. As shown in FIG. 6, the waste sorting device 1 of this embodiment first uses a visible light image of waste and the material of this waste in order to perform machine learning in the second discrimination section 13 of the discrimination device 7. Prepare teacher data including information indicating (step S11). To prepare the teacher data, the waste 2 is conveyed by the belt conveyor 3 of the waste sorting device 1, and the visible light image obtained by photographing the waste 2 by the visible light camera 5 is sent to the information processing unit 11 of the discriminating device 7. At the same time as the extraction, information indicating the material of the waste 2 may be inputted from the outside. Moreover, images of waste obtained by other methods and information indicating the material of this waste may be prepared as training data. After preparing the teacher data, the second discriminator 13 enters the teacher mode, receives input of the teacher data, and performs machine learning on waste materials of a plurality of materials to be discriminated (step S12). After the second discriminator 13 performs machine learning, the waste 2 is actually put into the waste sorting device 1, and a test is performed in which the second discriminator 13 discriminates the material of the waste 2. This discrimination test is performed on multiple wastes of the material to be discriminated. The results of the discrimination of the waste 2 by the second discriminator 13 are totaled, it is confirmed whether the material can be accurately discriminated, and the correct discrimination rate for each material is calculated. Further, in addition to the discrimination test by the second discrimination section 13, the discrimination test by the first discrimination section 12 is performed. In the discrimination test performed by the first discriminator 12, the waste 2 is put into the waste sorting device 1, the waste 2 is photographed by the hyperspectral camera 6, and the first discriminator 12 determines the waste 2 based on the hyperspectral image. Determine the material. The results of the discrimination of the waste 2 by the first discrimination section 12 are totaled, and it is confirmed whether the material can be accurately discriminated, and the correct discrimination rate for each material is calculated. Based on these, the correct discrimination rate for each material is calculated for all the materials to be discriminated by the discrimination device 7. (Step S13). Thereafter, the second discriminating section 13 enters the discriminating mode, and the waste 2 is thrown into the starting end of the belt conveyor 3 as shown by arrow E. The waste 2 that is fed onto the belt conveyor 3 and transported is determined whether it is metal or non-metal by the metal sensor 19 (step S14), and its shape is measured by the 3D sensor 4 to obtain three-dimensional information ( Step S15), a visible light image is acquired by the visible light camera 5 (step S16), and a hyperspectral image is acquired by the hyperspectral camera 6 (step S17). Based on this hyperspectral image, the first discrimination section 12 discriminates the material of the waste 2 (step S18). When the material of the waste 2 is determined by the first discriminator 12, it is determined whether or not this material is a predetermined material (step S19), and if it is a predetermined material, the waste 2 of this material is If the material is identified as having a correct discrimination rate of 80% or more in the discrimination test, the discrimination device 7 collects information on the material of the waste 2, information on the center of gravity of the waste 2, and the gripping part of the robot arm. information regarding the posture of is output to the control unit 16 of the control device 8. When the control unit 16 receives information regarding the material of the waste 2, information regarding the center of gravity of the waste 2, and information regarding the posture of the gripping portion of the robot arm, the control unit 16 controls the robot arm 9 based on these information, and controls the belt. The waste 2 on the conveyor 3 is picked up and put into a collection box 10 corresponding to the material, and sorted (step 21). In step S19, if the material discriminated by the first discriminator 12 is not the predetermined material, the metal/non-metal information and the visible light image are input to the neural network of the second discriminator 13, and the material of the waste 2 is is determined (step S20). Among the waste 2 whose materials have been discriminated by the neural network of the second discriminator 13, the waste 2 whose material is identified as having a correct discrimination rate of 80% or more in the discrimination test is collected from above the belt conveyor 3 by the robot arm 9. The materials are picked up, put into a collection box 10 corresponding to the material, and sorted (step 21). Of the waste 2 on the belt conveyor 3, the waste 2 that is not picked up by the robot arm 9 is discharged from the terminal end of the belt conveyor 3 as shown by arrow F1, and returned by a conveyor or other conveyor (not shown). Then, as shown by arrow F2, it is again thrown into the starting end of the belt conveyor 3. The discrimination device 7 determines whether waste 2 to be sorted remains on the belt conveyor 3 based on the three-dimensional information from the 3D sensor 4 and/or the visible light image from the visible light camera 5 (step S22), when the waste 2 to be sorted remains on the belt conveyor 3, the control device 8 continues the operation of the belt conveyor 3, so that the waste 2 on the belt conveyor 3 is processed through steps S14 to S21. is repeated. On the other hand, when there is no waste 2 to be sorted on the belt conveyor 3, the operation of the belt conveyor 3 is stopped by the control device 8, and the sorting work of the waste sorting device 1 is completed.

以上のように、本実施形態の廃棄物選別装置1によれば、廃棄物2の所定の材質を、第1判別部12により赤外線のスペクトル特性に基づいて判別し、他の材質を、第2判別部13により可視光画像の機械学習を行った判別モデルによる画像認識に基づいて判別するので、廃棄物2の材質を正確に判別することができる。また、第1判別部12及び第2判別部13により判別された材質の廃棄物2のうち、正判別率が80%以上の材質の廃棄物2を選別したので、選別されて収集箱10に収集される廃棄物2の純度を効果的に高めることができる。したがって、この廃棄物選別装置1で選別されて収集された廃棄物は、有効かつ効率的にリサイクルに供することができる。なお、第1判別部12及び第2判別部13により判別された材質の廃棄物2のうち、正判別率が80%以上の材質の廃棄物2を選別したが、選別する材質の正判別率の基準は、80%以外の他の値であってもよい。また、正判別率は、第2判別部13により判別された材質についてのみ考慮し、第1判別部12により判別された材質の正判別率は考慮することなく、第1判別部12で判別された所定の材質の廃棄物2を全て選別してもよい。 As described above, according to the waste sorting device 1 of the present embodiment, the first discriminator 12 discriminates the predetermined material of the waste 2 based on the infrared spectral characteristics, and the second Since the discrimination unit 13 performs discrimination based on image recognition using a discrimination model that performs machine learning on visible light images, the material of the waste 2 can be accurately discriminated. Furthermore, among the waste materials 2 classified by the first discriminating section 12 and the second discriminating section 13, the waste materials having a correct discrimination rate of 80% or more were sorted, so they were sorted and placed in the collection box 10. The purity of the collected waste 2 can be effectively increased. Therefore, the waste sorted and collected by this waste sorting device 1 can be effectively and efficiently recycled. It should be noted that among the waste 2 of materials discriminated by the first discriminator 12 and the second discriminator 13, the waste 2 of materials with a correct discrimination rate of 80% or more was sorted, but the correct discrimination rate of the material to be sorted was The criterion for may be other values than 80%. In addition, the correct discrimination rate is determined by considering only the material discriminated by the second discrimination unit 13, without considering the correct discrimination rate of the material discriminated by the first discrimination unit 12. All the waste materials 2 made of a predetermined material may be sorted.

また、本実施形態の廃棄物選別装置1は、第1判別部12及び第2判別部13で選別対象とされなかった廃棄物2を、再度ベルトコンベヤ3に投入して循環させることにより、ベルトコンベヤ3上の配置状態を変えることができる。これにより、当初は材質が判別されなかった廃棄物2を、配置状態が変わることにより正しく判別して選別することができるので、廃棄物2の選別残しを効果的に削減できる。 In addition, the waste sorting device 1 of the present embodiment can transfer the waste 2 that has not been selected as a sorting target by the first discrimination section 12 and the second discrimination section 13 to the belt conveyor 3 again and circulate it. The arrangement on the conveyor 3 can be changed. As a result, it is possible to correctly identify and sort the waste 2 whose material was not initially determined by changing the arrangement state, so that it is possible to effectively reduce the amount of waste 2 left unsorted.

図7は、本発明の第2実施形態の廃棄物選別装置101を示す模式図である。第2実施形態の廃棄物選別装置101は、撮影装置としてハイパースペクトルカメラ6のみを備え、判別装置34が、ハイパースペクトルカメラ6の撮影画像のみに基づいて材質を判別する点が、第1実施形態と異なる。第2実施形態において、第1実施形態と同じ機能を有する部分については第1実施形態と同じ符号を付して、詳細な説明を省略する。 FIG. 7 is a schematic diagram showing a waste sorting device 101 according to a second embodiment of the present invention. The waste sorting device 101 of the second embodiment is different from the first embodiment in that it includes only the hyperspectral camera 6 as an imaging device, and the discrimination device 34 discriminates the material based only on the image taken by the hyperspectral camera 6. different from. In the second embodiment, parts having the same functions as those in the first embodiment are given the same reference numerals as in the first embodiment, and detailed description thereof will be omitted.

以下、第2実施形態の廃棄物選別装置101に関して、第1実施形態の廃棄物選別装置1と異なる点を中心に説明を行う。 The following will explain the waste sorting device 101 of the second embodiment, focusing on the differences from the waste sorting device 1 of the first embodiment.

第2実施形態の廃棄物選別装置101は、ベルトコンベヤ3上の廃棄物2を撮影する赤外線撮影装置としてのハイパースペクトルカメラ6と、ベルトコンベヤ3上の廃棄物2の形状及び高さを測定する3Dセンサ4と、ベルトコンベヤ3で搬送される廃棄物2が金属と非金属のいずれであるかを検知する金属センサ19を備える。ハイパースペクトルカメラ6、3Dセンサ4及び金属センサ19は、これらから入力された情報に基づいて廃棄物2の材質を判別する判別装置34に接続されている。判別装置34は、ロボットアーム9とベルトコンベヤ3を制御する制御装置8に接続されている。 The waste sorting device 101 of the second embodiment includes a hyperspectral camera 6 as an infrared imaging device that photographs the waste 2 on the belt conveyor 3, and a hyperspectral camera 6 that measures the shape and height of the waste 2 on the belt conveyor 3. It includes a 3D sensor 4 and a metal sensor 19 that detects whether the waste 2 transported by the belt conveyor 3 is metal or non-metal. The hyperspectral camera 6, the 3D sensor 4, and the metal sensor 19 are connected to a discrimination device 34 that discriminates the material of the waste 2 based on information input therefrom. The discrimination device 34 is connected to a control device 8 that controls the robot arm 9 and the belt conveyor 3.

第2実施形態の廃棄物選別装置101のハイパースペクトルカメラ6は、1000nm以上2350nm以下の波長の赤外線を、5nm前後の帯域幅毎に撮影するものを用いることができる。ここで、ハイパースペクトルカメラ6は、近赤外線に含まれる光を撮影するのが好ましい。また、ハイパースペクトルカメラ6の撮影する波長の下限と上限は、いずれも他の値であってもよい。特に、1700nm以上2000nm以下の近赤外線を撮影するハイパースペクトルカメラ6を用いると、材質の判別精度が向上する点で特に好ましい。また、撮影する帯域幅、すなわち波長分解能は、いずれの値であってもよい。 The hyperspectral camera 6 of the waste sorting device 101 of the second embodiment may be one that photographs infrared rays with a wavelength of 1000 nm or more and 2350 nm or less for each bandwidth of about 5 nm. Here, it is preferable that the hyperspectral camera 6 photographs light included in near-infrared rays. Moreover, both the lower limit and upper limit of the wavelength photographed by the hyperspectral camera 6 may be other values. In particular, it is particularly preferable to use a hyperspectral camera 6 that photographs near-infrared rays of 1700 nm or more and 2000 nm or less because the accuracy of material discrimination improves. Moreover, the bandwidth for imaging, that is, the wavelength resolution, may have any value.

判別装置34は、図8のブロック図に示すように、ハイパースペクトルカメラ6が撮影したハイパースペクトル画像や3Dセンサ4の測定情報を処理する情報処理部35と、情報処理部35でハイパースペクトル画像が処理されてなる情報又は画像に基づいて廃棄物2の材質を判別する判別部36と、3Dセンサ4やハイパースペクトルカメラ6からの情報を記憶する記憶部14を有する。 As shown in the block diagram of FIG. 8, the discrimination device 34 includes an information processing section 35 that processes the hyperspectral image taken by the hyperspectral camera 6 and the measurement information of the 3D sensor 4, and the information processing section 35 that processes the hyperspectral image. It has a determination unit 36 that determines the material of the waste 2 based on processed information or images, and a storage unit 14 that stores information from the 3D sensor 4 and hyperspectral camera 6.

判別装置34の情報処理部35は、第1実施形態の情報処理部11と同様に選別候補の廃棄物2を抽出すると、抽出した廃棄物2について、ハイパースペクトル画像の廃棄物2の部分を切り出し、選別する選別候補として抽出し、切出した廃棄物2のハイパースペクトル画像を判別部36へ出力する。 When the information processing unit 35 of the discriminating device 34 extracts the waste 2 that is a selection candidate in the same way as the information processing unit 11 of the first embodiment, the information processing unit 35 cuts out the part of the waste 2 in the hyperspectral image of the extracted waste 2. , and outputs a hyperspectral image of the waste 2 extracted and cut out as a selection candidate to the discrimination unit 36.

判別装置34の判別部36は、廃棄物2のハイパースペクトル画像に基づいて、機械学習を利用した画像認識により廃棄物2の材質を特定する。まず、判別部36は、情報処理部35から入力された廃棄物2のハイパースペクトル画像に基づいて、判別用画像を作成する。判別用画像は、所定の波長帯域の反射強度分布を表した画像や、1つまたは複数の波長帯域のデータを所定の方法に従って変換した画像等を用いることができる。判別用画像は、撮影範囲の2次元座標上に、材質に応じて設定された色により、材質の分布が表された画像である。この判別用画像を、判別部36が有する判別モデルに入力し、画像認識技術により廃棄物2の材質の判別を行う。判別部36は、判別モデルとして、教師有り学習によってアルゴリズムを成長させるニューラルネットワークを用いて構成されている。この判別部36は、第1実施形態と同様に、学習モードで機械学習が行われ、判別モードで廃棄物2の材質の判別が行われる。判別部36の判別モードで判別された材質のうち、正判別率が所定値以上の材質の廃棄物2について、ロボットアーム9の動作に必要な情報が制御装置8に向けて出力される。なお、ロボットアーム9の動作に必要な情報は、判別部36による判別結果を受けて、情報処理部35が制御装置8に向けて出力してもよい。また、廃棄物2を選別の対象とする正判別率の値は、80%以上や、90%以上等の種々の値を設定できる。 The discrimination unit 36 of the discrimination device 34 identifies the material of the waste 2 based on the hyperspectral image of the waste 2 through image recognition using machine learning. First, the discrimination unit 36 creates a discrimination image based on the hyperspectral image of the waste 2 input from the information processing unit 35. As the discrimination image, an image representing a reflection intensity distribution in a predetermined wavelength band, an image obtained by converting data in one or more wavelength bands according to a predetermined method, etc. can be used. The discrimination image is an image in which the distribution of materials is expressed on the two-dimensional coordinates of the photographing range using colors set according to the materials. This discrimination image is input to a discrimination model included in the discrimination section 36, and the material of the waste 2 is discriminated by image recognition technology. The discriminator 36 is configured using a neural network that grows an algorithm through supervised learning as a discriminator model. Similar to the first embodiment, this discrimination section 36 performs machine learning in the learning mode, and discriminates the material of the waste 2 in the discrimination mode. Among the materials discriminated in the discrimination mode of the discriminator 36, information necessary for the operation of the robot arm 9 is outputted to the control device 8 for the waste 2 having a correct discrimination rate equal to or higher than a predetermined value. Note that the information necessary for the operation of the robot arm 9 may be outputted to the control device 8 by the information processing unit 35 upon receiving the determination result by the determination unit 36. Further, the value of the correct discrimination rate for the waste 2 to be sorted can be set to various values such as 80% or more, 90% or more.

ロボットアーム9の動作に必要な情報は、情報処理部35により、ハイパースペクトル画像中の廃棄物2の座標に基づいて特定された平面位置と、3Dセンサ4の測定情報のうちの高さ情報に基づいて形成される。具体的には、情報処理部35によりハイパースペクトル画像から抽出された廃棄物2の部分と高さ情報に基づいて廃棄物2の重心が算出される。これと共に、ロボットアーム9で把持される際の把持部の姿勢が特定される。これらの廃棄物2の重心の情報と、把持部の姿勢の情報が、判別部36で判別された材質の情報と共に、制御装置8の制御部16へ送られる。制御部16は、情報処理部35から受け取った廃棄物2の重心とロボットアーム9の把持部の姿勢に関する情報に基づいて、ロボットアーム9を制御し、廃棄物2をベルトコンベヤ3から取り上げて所定の収集箱10に投入させる。 The information necessary for the operation of the robot arm 9 is determined by the information processing unit 35 based on the plane position specified based on the coordinates of the waste 2 in the hyperspectral image and the height information among the measurement information of the 3D sensor 4. formed on the basis of Specifically, the center of gravity of the waste 2 is calculated by the information processing unit 35 based on the portion of the waste 2 extracted from the hyperspectral image and the height information. At the same time, the posture of the gripping portion when gripped by the robot arm 9 is specified. Information on the center of gravity of the waste 2 and information on the posture of the gripping section are sent to the control section 16 of the control device 8 together with information on the material determined by the determination section 36. The control unit 16 controls the robot arm 9 based on the information regarding the center of gravity of the waste 2 and the posture of the gripping part of the robot arm 9 received from the information processing unit 35, and picks up the waste 2 from the belt conveyor 3 and moves it to a predetermined position. to the collection box 10.

第2実施形態の廃棄物選別装置101は、ハイパースペクトルカメラ6によるハイパースペクトル画像に基づいて、判別部36で機械学習を行う判別モデルにより材質を特定するので、廃棄物2の材質を高い精度で判別することができる。 The waste sorting device 101 of the second embodiment identifies the material by a discrimination model that performs machine learning in the discrimination unit 36 based on the hyperspectral image taken by the hyperspectral camera 6, so the material of the waste 2 can be identified with high accuracy. can be determined.

ここで、判別部36は、廃棄物2の材質を、上記所定の材質として、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリスチレンフォーム、ポリエチレンテレフタレート、紙類、コンクリート、石、ガラス、木及びポリスチレンフォームのうちのいずれかであると判別した場合、これらの材質の廃棄物2をロボットアーム9で選別するように設定できる。また、鉄、アルミニウム、銅、ステンレスは、金属センサ19の検出情報に基づいて判別することができる。 Here, the discrimination unit 36 selects the material of the waste 2 as the above-mentioned predetermined material, such as polyethylene, polypropylene, polyvinyl chloride resin, polystyrene foam, polyethylene terephthalate, paper, concrete, stone, glass, wood, and polystyrene foam. If it is determined that it is one of these materials, the robot arm 9 can be set to sort out the waste 2 made of these materials. Moreover, iron, aluminum, copper, and stainless steel can be determined based on the detection information of the metal sensor 19.

図9は、第2実施形態の廃棄物選別装置101の動作を示すフロー図である。図9に示すように、本実施形態の廃棄物選別装置101は、まず、判別装置34の判別部36の機械学習を行うために、廃棄物のハイパースペクトル画像から作成した判別用画像と、この廃棄物の材質を示す情報とを含む教師データを準備する(ステップS31)。教師データの準備は、廃棄物選別装置101のベルトコンベヤ3で廃棄物2を搬送し、ハイパースペクトルカメラ6で廃棄物2を撮影して得たハイパースペクトル画像を判別装置34の情報処理部35で加工して判別用画像を作成すると共に、この廃棄物2の材質を示す情報を外部から入力して行ってもよい。また、教師データとして、他の方法により得た廃棄物の判別用画像と、この廃棄物の材質を示す情報とを準備してもよい。教師データを準備した後、判別部36が教師モードになり、教師データの入力を受け、判別を行おうとする複数の材質の廃棄物について機械学習を行う(ステップS32)。判別部36の機械学習を行った後、廃棄物選別装置101に実際に廃棄物2を投入し、判別部36により廃棄物2の材質を判別する試験を行う。この判別試験は、判別しようとする材質の複数の廃棄物について行う。判別部36による廃棄物2の判別の結果を集計し、材質を正確に判別できたか否かを確認して、材質毎の正判別率を算出する。(ステップS33)。この後、判別部36が判別モードになり、廃棄物2を矢印Eで示すように、ベルトコンベヤ3の始端部に投入する。ベルトコンベヤ3に投入されて搬送される廃棄物2は、金属センサ19で金属又は非金属であるかが判別され(ステップS34)、3Dセンサ4で形状が計測されて三次元情報が取得され(ステップS35)、ハイパースペクトルカメラ6でハイパースペクトル画像が取得される(ステップS36)。このハイパースペクトル画像に基づいて、判別部36により判別用画像が作成され、この判別用画像が判別部36のニューラルネットワークに入力されて、廃棄物2の材質が判別される(ステップS37)。判別部36により廃棄物2の材質が判別されると、この材質の廃棄物2のうち、判別試験で正判別率が80%以上と特定された材質である場合に、判別装置34は、廃棄物2の材質に関する情報と、廃棄物2の重心に関する情報と、ロボットアームの把持部の姿勢に関する情報を、制御装置8の制御部16に出力する。制御部16は、廃棄物2の材質に関する情報と、廃棄物2の重心に関する情報と、ロボットアームの把持部の姿勢に関する情報を受けると、これらの情報に基づいてロボットアーム9を制御し、ベルトコンベヤ3上の廃棄物2を取り上げて、材質に対応した収集箱10に投入して選別を行う(ステップ38)。ベルトコンベヤ3上の廃棄物2のうち、ロボットアーム9で取り上げられなかった廃棄物2は、矢印F1で示すようにベルトコンベヤ3の終端部から排出され、図示しないコンベヤ等の搬送装置によって戻されて、矢印F2で示すようにベルトコンベヤ3の始端部に再度投入される。ベルトコンベヤ3上に、選別すべき廃棄物2が残留しているか否かが、3Dセンサ4の三次元情報及び/又はハイパースペクトルカメラ6のハイパースペクトル画像に基づいて判別装置34で判断され(ステップS39)、ベルトコンベヤ3上に選別すべき廃棄物2が残留する場合、制御装置8によりベルトコンベヤ3の運転が継続され、これにより、ベルトコンベヤ3上の廃棄物2についてステップS34乃至S38の工程が繰り返される。一方、ベルトコンベヤ3上に選別すべき廃棄物2が無くなると、制御装置8によりベルトコンベヤ3の運転が停止され、廃棄物選別装置101の選別の作業が終了する。 FIG. 9 is a flow diagram showing the operation of the waste sorting device 101 of the second embodiment. As shown in FIG. 9, the waste sorting device 101 of this embodiment first uses a discrimination image created from a hyperspectral image of waste, and a discrimination image created from a hyperspectral image of waste, in order to perform machine learning in the discrimination unit 36 of the discrimination device 34. Teacher data including information indicating the material of the waste is prepared (step S31). To prepare the teacher data, the waste 2 is conveyed by the belt conveyor 3 of the waste sorting device 101, and the hyperspectral image obtained by photographing the waste 2 by the hyperspectral camera 6 is sent to the information processing unit 35 of the discrimination device 34. In addition to processing to create a discrimination image, information indicating the material of the waste 2 may be input from the outside. Further, as training data, an image for discriminating waste obtained by another method and information indicating the material of this waste may be prepared. After preparing the teacher data, the discriminator 36 enters the teacher mode, receives the input of the teacher data, and performs machine learning on the plurality of waste materials to be discriminated (step S32). After the discriminating unit 36 performs machine learning, the waste 2 is actually put into the waste sorting device 101, and a test is performed in which the discriminating unit 36 discriminates the material of the waste 2. This discrimination test is performed on multiple wastes of the material to be discriminated. The results of the discrimination of the waste 2 by the discrimination section 36 are totaled, and it is confirmed whether the material can be accurately discriminated, and the correct discrimination rate for each material is calculated. (Step S33). Thereafter, the discriminating section 36 enters the discriminating mode, and the waste 2 is thrown into the starting end of the belt conveyor 3 as indicated by arrow E. The metal sensor 19 determines whether the waste 2 to be transported by the belt conveyor 3 is metal or non-metal (step S34), and the 3D sensor 4 measures the shape to obtain three-dimensional information ( Step S35), a hyperspectral image is acquired by the hyperspectral camera 6 (step S36). Based on this hyperspectral image, a discrimination image is created by the discrimination section 36, and this discrimination image is input to the neural network of the discrimination section 36 to discriminate the material of the waste 2 (step S37). When the material of the waste 2 is determined by the discriminator 36, if the material of the waste 2 made of this material is identified as having a correct discrimination rate of 80% or more in the discrimination test, the discriminator 34 determines whether the material is discarded. Information regarding the material of the object 2, information regarding the center of gravity of the waste 2, and information regarding the posture of the gripping portion of the robot arm are output to the control unit 16 of the control device 8. When the control unit 16 receives information regarding the material of the waste 2, information regarding the center of gravity of the waste 2, and information regarding the posture of the gripping portion of the robot arm, the control unit 16 controls the robot arm 9 based on these information, and controls the belt. The waste 2 on the conveyor 3 is picked up and put into a collection box 10 corresponding to the material, and sorted (step 38). Of the waste 2 on the belt conveyor 3, the waste 2 that is not picked up by the robot arm 9 is discharged from the terminal end of the belt conveyor 3 as shown by arrow F1, and returned by a conveyor or other conveyor (not shown). Then, as shown by arrow F2, it is again thrown into the starting end of the belt conveyor 3. The discrimination device 34 determines whether waste 2 to be sorted remains on the belt conveyor 3 based on the three-dimensional information from the 3D sensor 4 and/or the hyperspectral image from the hyperspectral camera 6 (step S39), if the waste 2 to be sorted remains on the belt conveyor 3, the control device 8 continues the operation of the belt conveyor 3, so that the waste 2 on the belt conveyor 3 is processed through steps S34 to S38. is repeated. On the other hand, when there is no waste 2 to be sorted on the belt conveyor 3, the operation of the belt conveyor 3 is stopped by the control device 8, and the sorting work of the waste sorting device 101 is completed.

以上のように、本実施形態の廃棄物選別装置101によれば、廃棄物2の所定の材質を、判別部36のニューラルネットワークを用いた判別モデルにより、ハイパースペクトル画像から作成した判別用画像の画像認識に基づいて判別するので、廃棄物2の材質を正確に判別することができる。また、判別部36により判別された材質の廃棄物2のうち、正判別率が80%以上の材質の廃棄物2を選別するので、選別されて収集箱10に収集される廃棄物2の純度を効果的に高めることができる。したがって、この廃棄物選別装置101で選別されて収集された廃棄物は、有効かつ効率的にリサイクルに供することができる。なお、判別部36により判別された材質の廃棄物2のうち、正判別率が80%以上の材質の廃棄物2を選別したが、選別する材質の正判別率の基準は、80%以外の他の値であってもよい。 As described above, according to the waste sorting device 101 of the present embodiment, a predetermined material of the waste 2 is determined using a discrimination image created from a hyperspectral image using a discrimination model using a neural network of the discrimination unit 36. Since the discrimination is based on image recognition, the material of the waste 2 can be accurately discriminated. In addition, since the waste 2 having a correct discrimination rate of 80% or more is selected from among the waste 2 having the materials discriminated by the discriminating unit 36, the purity of the waste 2 that is sorted and collected in the collection box 10 is increased. can be effectively increased. Therefore, the waste sorted and collected by this waste sorting device 101 can be effectively and efficiently recycled. Note that among the waste materials 2 that have been determined by the discriminator 36, the waste materials that have a correct classification rate of 80% or more are selected, but the standard for the correct classification rate of the materials to be sorted is that Other values may also be used.

上記第1及び第2実施形態において、第1判別部12,第2判別部13又は判別部36による正判別率が80%以上の材質の廃棄物2を選別したが、正判別率に基づくことなく廃棄物2を選別してもよい。この場合、正判別率を特定するための試験は行わなくてよい。 In the first and second embodiments described above, waste 2 made of materials with a correct classification rate of 80% or more by the first discrimination unit 12, second discrimination unit 13, or discrimination unit 36 is sorted, but it is not possible to classify waste 2 based on the correct discrimination rate. The waste 2 may be sorted without any waste. In this case, there is no need to perform a test to determine the correct classification rate.

また、上記第1及び第2実施形態において、ベルトコンベヤ3上の廃棄物2のうち、ロボットアーム9で取り上げられなかった廃棄物2は、矢印F1で示すようにベルトコンベヤ3の終端部から排出され、図示しないコンベヤ等の搬送装置によって戻され、矢印F2で示すようにベルトコンベヤ3の始端部に再度投入されたが、ロボットアーム9で取り上げられなかった廃棄物2はベルトコンベヤ3に再投入しなくてもよい。すなわち、ベルトコンベヤ3に投入された廃棄物2のうち、ロボットアーム9で取り上げられなかった廃棄物2は、矢印F1で示すようにベルトコンベヤ3の終端部から排出されると、ベルトコンベヤ3に再投入されることなく廃棄や他の処理に付されてもよい。 In addition, in the first and second embodiments, the waste 2 on the belt conveyor 3 that is not picked up by the robot arm 9 is discharged from the terminal end of the belt conveyor 3 as shown by the arrow F1. The waste 2 that was not picked up by the robot arm 9 is returned to the starting end of the belt conveyor 3 as shown by arrow F2, and is returned to the belt conveyor 3 by a transport device such as a conveyor (not shown). You don't have to. That is, among the waste 2 thrown into the belt conveyor 3, the waste 2 that is not picked up by the robot arm 9 is discharged from the end of the belt conveyor 3 as shown by the arrow F1. It may be discarded or subjected to other processing without being reintroduced.

また、ロボットアーム9で取り上げられなかった廃棄物2をベルトコンベヤ3上に再投入するように構成された場合、時間の経過に伴い、判別不可能な材質の廃棄物2がベルトコンベヤ3上に溜まるので、これらの廃棄物2を定期的に排除するのが好ましい。また、ベルトコンベヤ3上に、矢印Eで示すように新たな廃棄物2を投入する場合は再投入を行わない一方、新たな破棄物2を投入しない場合に、矢印F2で示すように廃棄物2を再投入するようにしてもよい。 In addition, if the configuration is such that the waste 2 that has not been picked up by the robot arm 9 is re-injected onto the belt conveyor 3, as time passes, the waste 2 of unidentifiable material will be deposited on the belt conveyor 3. Since they accumulate, it is preferable to remove these waste materials 2 periodically. In addition, when new waste 2 is thrown onto the belt conveyor 3 as shown by arrow E, it is not re-injected, while when new waste 2 is not put on the belt conveyor 3, waste is thrown as shown by arrow F2. 2 may be reintroduced.

上記第1及び第2実施形態において、廃棄物2として都市ごみの選別に用いた場合について例示したが、災害時の瓦礫等のような他の廃棄物の選別のために、本発明を適用することも可能である。 In the first and second embodiments described above, the case where the waste material 2 is used for sorting municipal waste has been exemplified, but the present invention can also be applied to sorting other wastes such as rubble during disasters. It is also possible.

以上、実施形態を通じて本発明を説明したが、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能であり、本発明の技術的範囲は上記実施形態に限定されない。 Although the present invention has been described above through the embodiments, various changes can be made without departing from the gist of the present invention, and the technical scope of the present invention is not limited to the above embodiments.

1,101 廃棄物選別装置
2 廃棄物
3 ベルトコンベヤ
4 3Dセンサ
5 可視光カメラ
6 ハイパースペクトルカメラ
7,34 判別装置
8 制御装置
9 ロボットアーム
11,35 情報処理部
12 第1判別部
13 第2判別部
14 記憶部
16 制御部
17 操作部
19 金属センサ
21 赤外線画像撮影室
30 ベルトコンベヤの駆動装置
36 判別部
1,101 Waste sorting device 2 Waste 3 Belt conveyor 4 3D sensor 5 Visible light camera 6 Hyperspectral camera 7,34 Discrimination device 8 Control device 9 Robot arm 11,35 Information processing section 12 First discrimination section 13 Second discrimination Section 14 Storage section 16 Control section 17 Operation section 19 Metal sensor 21 Infrared imaging room 30 Belt conveyor drive device 36 Discrimination section

Claims (10)

廃棄物を載置して搬送する搬送面を有する搬送装置と、
上記搬送装置で搬送される廃棄物の可視光の反射光を撮影してなる可視光画像を出力する可視光撮影装置と、
上記搬送装置の搬送面の幅方向にわたって赤外線を照射する赤外線照射装置と、
上記搬送装置で搬送される廃棄物の少なくとも赤外線の反射光を撮影してなる赤外線画像を出力する赤外線撮影装置と、
上記廃棄物の赤外線画像に基づいて、赤外線のスペクトル特性によって廃棄物の材質を判別する第1判別部と、
上記第1判別部により所定の材質と判別された廃棄物以外の廃棄物について、予め準備された廃棄物の可視光画像とこの廃棄物の材質情報とを教師データとして機械学習を行う判別モデルを用いて、上記可視光撮影装置が撮影した可視光画像に基づいて廃棄物の材質を判別する第2判別部と、
上記第1判別部又は第2判別部により所定の材質と判別された廃棄物を、上記搬送装置から回収して選別する選別部と
を備えることを特徴とする廃棄物選別装置。
a conveyance device having a conveyance surface on which waste is placed and conveyed;
a visible light photographing device that outputs a visible light image obtained by photographing the reflected light of visible light of the waste transported by the transport device;
an infrared irradiation device that irradiates infrared rays across the width direction of the conveyance surface of the conveyance device;
an infrared photographing device that outputs an infrared image obtained by photographing at least infrared reflected light of the waste transported by the transport device;
a first discrimination unit that discriminates the material of the waste based on the infrared spectral characteristics based on the infrared image of the waste;
For waste other than the waste determined to be of a predetermined material by the first discriminator, a discrimination model is created that performs machine learning using a visible light image of the waste prepared in advance and material information of this waste as training data. a second discrimination unit that discriminates the material of the waste based on the visible light image taken by the visible light imaging device;
A waste sorting device comprising: a sorting section that collects and sorts waste that has been determined to be of a predetermined material by the first discriminating section or the second discriminating section from the conveying device.
請求項1に記載の廃棄物選別装置において、
上記赤外線撮影装置が、上記赤外線の反射光の強度分布を複数の波長帯域毎に示したマルチスペクトル画像を出力するマルチスペクトルカメラであることを特徴とする廃棄物選別装置。
The waste sorting device according to claim 1,
A waste sorting device characterized in that the infrared photographing device is a multispectral camera that outputs a multispectral image showing the intensity distribution of the reflected infrared light for each of a plurality of wavelength bands.
請求項2に記載の廃棄物選別装置において、
上記赤外線撮影装置が、ラインスキャン型のマルチスペクトルカメラであることを特徴とする廃棄物選別装置。
The waste sorting device according to claim 2,
A waste sorting device characterized in that the infrared photographing device is a line scan type multispectral camera.
請求項1に記載の廃棄物選別装置において、
上記赤外線照射装置が、搬送装置の搬送面の幅方向に複数の赤外線発生源が位置するように複数個配置されていることを特徴とする廃棄物選別装置。
The waste sorting device according to claim 1,
A waste sorting device characterized in that a plurality of the infrared ray irradiation devices are arranged such that a plurality of infrared generation sources are located in the width direction of the conveyance surface of the conveyance device.
請求項1に記載の廃棄物選別装置において、
上記赤外線照射装置が、搬送装置の搬送面の幅方向に延在する赤外線発生源を有することを特徴とする廃棄物選別装置。
The waste sorting device according to claim 1,
A waste sorting device characterized in that the infrared ray irradiation device has an infrared generation source extending in the width direction of the conveyance surface of the conveyance device.
請求項1に記載の廃棄物選別装置において、
上記第2判別部が、上記可視光撮影装置が撮影した廃棄物が金属であるか否かを示す金属情報が入力され、上記廃棄物の可視光画像と金属情報に基づいて上記判別モデルで材質を判別することを特徴とする廃棄物選別装置。
The waste sorting device according to claim 1,
Metal information indicating whether the waste photographed by the visible light photographing device is metal is input, and the second discriminating unit uses the discriminating model to identify the material based on the visible light image of the waste and the metal information. A waste sorting device characterized by discriminating.
請求項6に記載の廃棄物選別装置において、
上記搬送装置で搬送される廃棄物が金属であるか否かを検出する金属検出装置を備えることを特徴とする廃棄物選別装置。
The waste sorting device according to claim 6,
A waste sorting device comprising a metal detection device that detects whether the waste transported by the transport device is metal.
請求項1に記載の廃棄物選別装置において、
上記赤外線撮影装置が、上記赤外線の反射光の強度分布を複数の波長帯域毎に示したマルチスペクトル画像を出力するマルチスペクトルカメラであり、
上記マルチスペクトル画像に基づいて判別された複数の材質が単一の廃棄物に存在し、所定の材質に対応する領域が所定の割合を占める場合、上記第1判別部が、上記廃棄物が上記所定の材質であると判別することを特徴とする廃棄物選別装置。
The waste sorting device according to claim 1,
The infrared imaging device is a multispectral camera that outputs a multispectral image showing the intensity distribution of the reflected infrared light for each of a plurality of wavelength bands,
If a plurality of materials determined based on the multispectral image are present in a single waste and the area corresponding to a predetermined material occupies a predetermined ratio, the first discrimination unit determines whether the waste is A waste sorting device characterized by determining that the material is made of a predetermined material.
請求項1に記載の廃棄物選別装置において、
上記赤外線撮影装置が、上記赤外線の反射光の強度分布を複数の波長帯域毎に示したマルチスペクトル画像を出力するマルチスペクトルカメラであり、
上記第1判別部が、上記マルチスペクトル画像に基づいて、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル樹脂及び紙類のいずれかの材質を判別し、
上記第2判別部が、上記可視光画像に基づいて、コンクリート、木、ガラス、ペットボトル及びポリスチレンフォームのいずれかの材質を判別することを特徴とする廃棄物選別装置。
The waste sorting device according to claim 1,
The infrared imaging device is a multispectral camera that outputs a multispectral image showing the intensity distribution of the reflected infrared light for each of a plurality of wavelength bands,
The first discrimination unit discriminates the material of polyethylene, polypropylene, polyvinyl chloride resin, and paper based on the multispectral image,
A waste sorting device characterized in that the second discrimination section discriminates the material of concrete, wood, glass, PET bottle, and polystyrene foam based on the visible light image.
請求項1乃至9のいずれかに記載の廃棄物選別装置において、
上記赤外線撮影装置が、1000nm以上2350nm以下の波長の赤外線を検出して撮影を行うことを特徴とする廃棄物選別装置。
The waste sorting device according to any one of claims 1 to 9,
A waste sorting device characterized in that the infrared imaging device detects infrared rays having a wavelength of 1000 nm or more and 2350 nm or less to take pictures.
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