JP7386681B2 - Scrap grade determination system, scrap grade determination method, estimation device, learning device, learned model generation method, and program - Google Patents

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

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

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

特開平7-286969号公報Japanese Patent Application Publication No. 7-286969

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

実施形態に係るスクラップ等級判定システムの構成例を示す図である。It is a diagram showing an example of the configuration of a scrap grade determination system according to an embodiment. ヘビー屑の等級及び要件を示す図である。It is a figure showing the grade and requirements of heavy waste. スクラップ受入現場の平面図である。FIG. 3 is a plan view of a scrap acceptance site. スクラップ受入現場の側面図である。It is a side view of a scrap acceptance site. 第1実施形態に係る判定装置の構成例を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing a configuration example of a determination device according to a first embodiment. 画像とラベルとの関連付け例を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing an example of association between images and labels. 画像の例を示す図である。It is a figure which shows the example of an image. 学習フェーズの手順例を示すフロー図である。FIG. 3 is a flow diagram showing an example of a procedure of a learning phase. 学習済みモデルの構築例を示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating an example of building a trained model. 推論フェーズの手順例を示すフロー図である。FIG. 3 is a flow diagram showing an example of a procedure of an inference phase. 推論結果の出力例を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing an example of outputting an inference result. 第2実施形態に係る判定装置の構成例を示すブロック図である。It is a block diagram showing an example of composition of a judgment device concerning a 2nd embodiment. 画像とラベルとの関連付け例を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing an example of association between images and labels. 推論フェーズの手順例を示すフロー図である。FIG. 3 is a flow diagram showing an example of a procedure of an inference phase. 推論結果の出力例を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing an example of outputting an inference result. 第3実施形態に係る画像とラベルとの関連付け例を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing an example of association between an image and a label according to a third embodiment. 推論結果の出力例を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing an example of outputting an inference result. 第4実施形態に係る判定装置の構成例を示すブロック図である。It is a block diagram showing an example of composition of a judgment device concerning a 4th embodiment. 画像とラベルとの関連付け例を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing an example of association between images and labels. 画像の例を示す図である。It is a figure which shows the example of an image. 画像加工の例を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing an example of image processing. 第5実施形態に係る判定装置の構成例を示すブロック図である。It is a block diagram showing an example of composition of a judgment device concerning a 5th embodiment. 推論フェーズの手順例を示すフロー図である。FIG. 3 is a flow diagram showing an example of a procedure of an inference phase. 加工処理を説明するための図である。FIG. 3 is a diagram for explaining processing. 加工処理を説明するための図である。FIG. 3 is a diagram for explaining processing.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

[第2実施形態]
以下、第2実施形態について説明する。上記実施形態と重複する構成又は手順については、同番号を付すことで詳細な説明を省略する。
[Second embodiment]
The second embodiment will be described below. For configurations or procedures that overlap with those of the above embodiment, detailed explanations will be omitted by assigning the same numbers.

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

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

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

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

なお、画像IDが「aaaa」のエントリーに対応する、車両撮影カメラ21がスクラップ積載車両Tの荷台を撮影することにより生成した画像(図7(a)参照)には、重量のラベルは付与されない。 Note that no weight label is attached to the image generated by the vehicle photographing camera 21 photographing the loading platform of the scrap-loaded vehicle T (see FIG. 7(a)), which corresponds to the entry with the image ID "aaaa". .

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

[第4実施形態]
以下、第4実施形態について説明する。上記実施形態と重複する構成又は手順については、同番号を付すことで詳細な説明を省略する。
[Fourth embodiment]
The fourth embodiment will be described below. For configurations or procedures that overlap with those of the above embodiment, detailed explanations will be omitted by assigning the same numbers.

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

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

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

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

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

なお、これに限らず、「ラベル」には、銅若しくは鉛等の非鉄金属、密閉物、規定寸法・重量以上のもの、又はダンゴ状の鉄筋等の受入除外品の種類毎の項目が設けられることが好ましい。 However, this is not limited to the above, and the "label" includes items for each type of non-ferrous metal such as copper or lead, sealed objects, items exceeding specified dimensions and weight, and items that are excluded from acceptance, such as bullet-shaped reinforcing bars. It is preferable.

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

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

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

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

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

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

また、第4実施形態には、上記第3実施形態で説明したシュレッダー屑、新断、鋼ダライ粉、及び水分・ダストの割合の学習・推定をさらに組み合わせてもよい。すなわち、鉄スクラップSの集合に含まれるヘビー屑の各等級、シュレッダー屑、新断、鋼ダライ粉、及び水分・ダストの割合を学習・推定するとともに、受入除外品の有無を学習・推定してもよい。 Further, the fourth embodiment may further combine the learning and estimation of the proportions of shredder waste, new cuttings, steel powder, and moisture/dust described in the third embodiment. In other words, it learns and estimates the proportions of each grade of heavy scrap, shredder scrap, new cutting, steel powder, and moisture/dust contained in the collection of iron scrap S, and also learns and estimates the presence or absence of items that are excluded from acceptance. Good too.

また、第4実施形態には、上記第2実施形態で説明した重量の学習・推定、並びに上記第3実施形態で説明したシュレッダー屑、新断、鋼ダライ粉、及び水分・ダストの割合の学習・推定の両方を組み合わせてもよい。すなわち、鉄スクラップSの集合に含まれるヘビー屑の各等級、シュレッダー屑、新断、鋼ダライ粉、及び水分・ダストの割合及び重量を学習・推定するとともに、受入除外品の有無を学習・推定してもよい。 The fourth embodiment also includes learning and estimating the weight as described in the second embodiment, and learning the proportions of shredder waste, new cuttings, steel powder, and moisture/dust as described in the third embodiment. - Both estimations may be combined. In other words, it learns and estimates the proportion and weight of each grade of heavy scrap, shredder scrap, new cutting, steel powder, and moisture/dust included in the collection of iron scrap S, as well as learns and estimates the presence or absence of items that are excluded from acceptance. You may.

[第5実施形態]
以下、第5実施形態について説明する。上記実施形態と重複する構成又は手順については、同番号を付すことで詳細な説明を省略する。
[Fifth embodiment]
The fifth embodiment will be described below. For configurations or procedures that overlap with those of the above embodiment, detailed explanations will be omitted by assigning the same numbers.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は以上に説明した実施形態に限定されるものではなく、種々の変更が当業者にとって可能であることはもちろんである。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the embodiments described above, and it goes without saying that various modifications can be made by those skilled in the art.

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

1 determination device (learning device, estimation device), 2, 21, 22 camera, 3 weight sensor, 6, 7 output section, 10 control section, 11 image acquisition section, 12 weight measurement section, 13 learning section, 14 inference section, 15 partial ratio determination unit, 16 overall ratio determination unit, 17 weight calculation unit, 18 weight accumulation unit, 19 weight correction unit, 20 database, 8 alarm output unit, 9 crane, 91 lifting magnet, 92 runway girder, 93 crane girder, 94 Club trolley, 95 Corridor, 96 Acceptance inspection room, 97 Building pillar, 98 Hook block, 100 Scrap grade determination system, A Acceptance inspector, Y Scrap yard, S Scrap steel, T Scrap loading vehicle, P Vehicle entry area

Claims (20)

大きさに応じた複数の等級の鉄スクラップが混在した、鉄スクラップの集合を撮影するカメラと、
鉄スクラップの集合の画像を入力データとし、各等級の割合を教師データとして機械学習により予め構築された学習済みモデルを用い、前記カメラにより生成された画像から前記鉄スクラップの集合に含まれる各等級の割合を推定する推論部と、
前記推論部による推定結果を出力する出力部と、
を備え
前記推論部は、鉄スクラップの集合の画像を入力データとし、各等級の割合及び重量を教師データとして機械学習により予め構築された学習済みモデルを用い、前記カメラにより生成された画像から前記鉄スクラップの集合に含まれる各等級の割合及び前記鉄スクラップの集合の重量を推定する、
スクラップ等級判定システム。
A camera that photographs a collection of iron scrap, which is a mixture of multiple grades of iron scrap depending on size,
Using an image of a collection of iron scrap as input data and a trained model built in advance by machine learning using the ratio of each grade as training data, each grade included in the collection of iron scrap is determined from the image generated by the camera. an inference unit that estimates the proportion of
an output unit that outputs the estimation result by the inference unit;
Equipped with
The inference unit uses a trained model built in advance by machine learning, with an image of a collection of iron scraps as input data and the ratio and weight of each grade as teacher data, and uses the image generated by the camera to determine the iron scraps. estimating the proportion of each grade included in the collection and the weight of the collection of iron scrap;
Scrap grading system.
積み重なった鉄スクラップから一部の鉄スクラップを持ち上げるクレーンをさらに備え、
前記推論部は、前記クレーンが一部の鉄スクラップを持ち上げる毎に、前記カメラにより撮影された前記クレーンに持ち上げられた一部の鉄スクラップの画像から、当該一部の鉄スクラップに含まれる各等級の割合を推定する、
請求項1に記載のスクラップ等級判定システム。
It is further equipped with a crane that lifts some of the iron scrap from the pile of iron scrap.
Each time the crane lifts a part of the iron scrap, the inference unit determines each grade contained in the part of the iron scrap from an image of the part of the iron scrap lifted by the crane taken by the camera. Estimate the proportion of
The scrap grading system according to claim 1.
積み重なった鉄スクラップから一部の鉄スクラップを持ち上げるクレーンをさらに備え、
前記推論部は、前記クレーンが一部の鉄スクラップを持ち上げる毎に、前記カメラにより撮影された前記クレーンが一部の鉄スクラップを持ち上げる前の前記積み重なった鉄スクラップの画像から、当該一部の鉄スクラップに含まれる各等級の割合を推定する、
請求項1または2に記載のスクラップ等級判定システム。
It is further equipped with a crane that lifts some of the iron scrap from the pile of iron scrap.
Each time the crane lifts a part of the iron scrap, the inference unit determines the part of the iron scrap from the image of the piled up iron scrap taken by the camera before the crane lifts the part of the iron scrap. Estimate the proportion of each grade contained in the scrap,
The scrap grading system according to claim 1 or 2.
前記クレーンに持ち上げられた一部の鉄スクラップの画像から推定される各等級の割合と、前記クレーンが一部の鉄スクラップを持ち上げる前の前記積み重なった鉄スクラップの画像から推定される各等級の割合とに基づいて、当該一部の鉄スクラップに含まれる各等級の割合を決定する部分割合決定部をさらに備える、
請求項2または3に記載のスクラップ等級判定システム。
A proportion of each grade estimated from an image of some of the iron scrap lifted by the crane, and a proportion of each grade estimated from an image of the piled up iron scrap before the crane lifts some of the iron scrap. further comprising a partial proportion determination unit that determines the proportion of each grade contained in the part of the iron scrap based on
The scrap grading system according to claim 2 or 3.
前記クレーンが一部の鉄スクラップを持ち上げる毎に推定される各等級の割合に基づいて、前記積み重なった鉄スクラップ全体に含まれる各等級の割合を決定する全体割合決定部をさらに備える、
請求項2ないし4の何れかに記載のスクラップ等級判定システム。
Further comprising an overall proportion determination unit that determines the proportion of each grade included in the entire pile of iron scraps based on the proportion of each grade estimated each time the crane lifts a part of the iron scrap.
The scrap grading system according to any one of claims 2 to 4.
前記鉄スクラップの集合に含まれる各等級の割合及び前記鉄スクラップの集合の重量に基づいて、前記鉄スクラップの集合に含まれる各等級の重量を算出する重量算出部をさらに備える、
請求項1ないし5の何れかに記載のスクラップ等級判定システム。
Further comprising a weight calculation unit that calculates the weight of each grade included in the iron scrap collection based on the proportion of each grade included in the iron scrap collection and the weight of the iron scrap collection.
A scrap grading system according to any one of claims 1 to 5 .
積み重なった鉄スクラップから一部の鉄スクラップを持ち上げるクレーンをさらに備え、
前記推論部は、前記クレーンが一部の鉄スクラップを持ち上げる毎に、前記カメラにより撮影された画像から、当該一部の鉄スクラップに含まれる各等級の割合及び当該一部の鉄スクラップの重量を推定する、
請求項1ないし6の何れかに記載のスクラップ等級判定システム。
It is further equipped with a crane that lifts some of the iron scrap from the pile of iron scrap.
Each time the crane lifts a portion of iron scrap, the reasoning unit calculates the proportion of each grade contained in the portion of iron scrap and the weight of the portion of iron scrap from the image taken by the camera. presume,
The scrap grade determination system according to any one of claims 1 to 6 .
前記クレーンが一部の鉄スクラップを持ち上げる毎に推定される重量を積算する重量積算部と、
前記積み重なった鉄スクラップ全体の重量を測定する重量測定部と、
前記重量測定部により測定された重量に基づいて、前記重量積算部により積算された重量を補正する重量補正部と、
をさらに備える、
請求項に記載のスクラップ等級判定システム。
a weight accumulating unit that accumulates the estimated weight each time the crane lifts a portion of iron scrap;
a weight measurement unit that measures the weight of the entire pile of iron scrap;
a weight correction unit that corrects the weight integrated by the weight integration unit based on the weight measured by the weight measurement unit;
further comprising,
The scrap grading system according to claim 7 .
前記カメラは、前記大きさに応じた複数の等級の鉄スクラップ、及びそれとは異なる品種の鉄スクラップが混在した、鉄スクラップの集合を撮影し、
前記推論部は、鉄スクラップの集合の画像を入力データとし、各等級の割合及び異なる品種の割合を教師データとして機械学習により予め構築された学習済みモデルを用い、前記カメラにより生成された画像から前記鉄スクラップの集合に含まれる各等級の割合及び異なる品種の割合を推定する、
請求項1ないしの何れかに記載のスクラップ等級判定システム。
The camera photographs a collection of iron scrap in which a plurality of grades of iron scrap according to the size and iron scrap of different types are mixed,
The inference unit uses an image of a collection of iron scraps as input data and a learned model pre-built by machine learning with the proportion of each grade and the proportion of different types as teacher data, and calculates the result from the image generated by the camera. estimating the proportion of each grade and the proportion of different types contained in the collection of iron scrap;
A scrap grading system according to any one of claims 1 to 8 .
前記カメラは、前記大きさに応じた複数の等級の鉄スクラップ、及び除外品が混在した、鉄スクラップの集合を撮影し、
前記推論部は、鉄スクラップの集合の画像を入力データとし、各等級の割合及び除外品の有無を教師データとして機械学習により予め構築された学習済みモデルを用い、前記カメラにより生成された画像から前記鉄スクラップの集合に含まれる各等級の割合及び除外品の有無を推定し、
除外品が有ると推定された場合に警報を出力する警報出力部をさらに備える、
請求項1ないしの何れかに記載のスクラップ等級判定システム。
The camera photographs a collection of iron scrap in which a plurality of grades of iron scrap according to the size and excluded items are mixed,
The inference unit uses an image of a collection of iron scrap as input data, and uses a trained model pre-built by machine learning as training data of the proportion of each grade and the presence or absence of excluded items, and calculates the result from the image generated by the camera. Estimating the proportion of each grade included in the collection of iron scrap and the presence or absence of excluded items,
further comprising an alarm output unit that outputs an alarm when it is estimated that there is an excluded item;
A scrap grading system according to any one of claims 1 to 9 .
大きさに応じた複数の等級の鉄スクラップが混在した、鉄スクラップの集合を撮影するカメラと、
鉄スクラップの集合の画像を入力データとし、各等級の割合を教師データとして機械学習により予め構築された学習済みモデルを用い、前記カメラにより生成された画像から前記鉄スクラップの集合に含まれる各等級の割合を推定する推論部と、
前記推論部による推定結果を出力する出力部と、
を備え、
積み重なった鉄スクラップから一部の鉄スクラップを吊り具によって持ち上げるクレーンと、
前記カメラにより生成された画像から、前記吊り具の範囲を基準として画定される、前記吊り具の下方の範囲を少なくとも含む部分画像を抽出する加工手段と、
をさらに備え、
前記推論部は、前記部分画像から前記鉄スクラップの集合に含まれる各等級の割合を推定し、
前記加工手段は、前記部分画像のうち、前記吊り具から下方に向かうに従って徐々に狭まる範囲を表示領域とし、他の範囲を非表示領域とするマスク加工を施す、
スクラップ等級判定システム。
A camera that photographs a collection of iron scrap, which is a mixture of multiple grades of iron scrap depending on size,
Using an image of a collection of iron scrap as input data and a trained model built in advance by machine learning using the ratio of each grade as training data, each grade included in the collection of iron scrap is determined from the image generated by the camera. an inference unit that estimates the proportion of
an output unit that outputs the estimation result by the inference unit;
Equipped with
A crane that lifts some iron scraps from a pile of iron scraps using a hoist;
processing means for extracting a partial image that is defined based on the range of the hanging device and includes at least a range below the hanging device from the image generated by the camera;
Furthermore,
The inference unit estimates the proportion of each grade included in the set of iron scrap from the partial image,
The processing means performs mask processing of the partial image so that a range that gradually narrows downward from the hanger is set as a display area, and the other range is set as a non-display area.
Scrap grading system.
大きさに応じた複数の等級の鉄スクラップが混在した、鉄スクラップの集合を撮影するカメラと、
鉄スクラップの集合の画像を入力データとし、各等級の割合を教師データとして機械学習により予め構築された学習済みモデルを用い、前記カメラにより生成された画像から前記鉄スクラップの集合に含まれる各等級の割合を推定する推論部と、
前記推論部による推定結果を出力する出力部と、
を備え、
積み重なった鉄スクラップから一部の鉄スクラップを吊り具によって持ち上げるクレーンと、
前記カメラにより生成された画像から、前記吊り具の範囲を基準として画定される、前記吊り具の下方の範囲を少なくとも含む部分画像を抽出する加工手段と、
をさらに備え、
前記推論部は、前記部分画像から前記鉄スクラップの集合に含まれる各等級の割合を推定し、
前記カメラにより生成された画像中の前記吊り具の範囲を推定する範囲推定部をさらに備える、
スクラップ等級判定システム。
A camera that photographs a collection of iron scrap, which is a mixture of multiple grades of iron scrap depending on size,
Using an image of a collection of iron scrap as input data and a trained model built in advance by machine learning using the ratio of each grade as training data, each grade included in the collection of iron scrap is determined from the image generated by the camera. an inference unit that estimates the proportion of
an output unit that outputs the estimation result by the inference unit;
Equipped with
A crane that lifts some iron scraps from a pile of iron scraps using a hoist;
processing means for extracting a partial image that is defined based on the range of the hanging device and includes at least a range below the hanging device from the image generated by the camera;
Furthermore,
The inference unit estimates the proportion of each grade included in the set of iron scrap from the partial image,
further comprising a range estimating unit that estimates a range of the hanging device in an image generated by the camera;
Scrap grading system.
大きさに応じた複数の等級の鉄スクラップが混在した、鉄スクラップの集合を撮影するカメラと、
鉄スクラップの集合の画像を入力データとし、各等級の割合を教師データとして機械学習により予め構築された学習済みモデルを用い、前記カメラにより生成された画像から前記鉄スクラップの集合に含まれる各等級の割合を推定する推論部と、
前記推論部による推定結果を出力する出力部と、
を備え、
積み重なった鉄スクラップから一部の鉄スクラップを吊り具によって持ち上げるクレーンと、
前記カメラにより生成された画像から、前記吊り具の範囲を基準として画定される、前記吊り具の下方の範囲を少なくとも含む部分画像を抽出する加工手段と、
をさらに備え、
前記推論部は、前記部分画像から前記鉄スクラップの集合に含まれる各等級の割合を推定し、
前記学習済みモデルは、クレーンの吊り具に持ち上げられた鉄スクラップの集合の画像から抽出された、前記吊り具の範囲を基準として画定される、前記吊り具の下方の範囲を少なくとも含む部分画像を入力データとして、機械学習により予め構築される、
スクラップ等級判定システム。
A camera that photographs a collection of iron scrap, which is a mixture of multiple grades of iron scrap depending on size,
Using an image of a collection of iron scrap as input data and a trained model built in advance by machine learning using the ratio of each grade as training data, each grade included in the collection of iron scrap is determined from the image generated by the camera. an inference unit that estimates the proportion of
an output unit that outputs the estimation result by the inference unit;
Equipped with
A crane that lifts some iron scraps from a pile of iron scraps using a hoist;
processing means for extracting a partial image that is defined based on the range of the hanging device and includes at least a range below the hanging device from the image generated by the camera;
Furthermore,
The inference unit estimates the proportion of each grade included in the set of iron scrap from the partial image,
The trained model includes a partial image that is extracted from an image of a collection of iron scrap lifted up by a crane hoist, and is defined based on the range of the hoist, and includes at least a range below the hoist. As input data, the data is constructed in advance by machine learning.
Scrap grading system.
大きさに応じた複数の等級の鉄スクラップが混在した、鉄スクラップの集合をカメラにより撮影し、
鉄スクラップの集合の画像を入力データとし、各等級の割合を教師データとして機械学習により予め構築された学習済みモデルを用い、前記カメラにより生成された画像から前記鉄スクラップの集合に含まれる各等級の割合を推定し、
推定結果を出力する、
スクラップ等級判定方法であって、
前記推定は、鉄スクラップの集合の画像を入力データとし、各等級の割合及び重量を教師データとして機械学習により予め構築された学習済みモデルを用い、前記カメラにより生成された画像から前記鉄スクラップの集合に含まれる各等級の割合及び前記鉄スクラップの集合の重量を推定する、
スクラップ等級判定方法。
A camera is used to photograph a collection of iron scraps, in which multiple grades of iron scraps are mixed according to size.
Using an image of a collection of iron scrap as input data and a trained model built in advance by machine learning using the ratio of each grade as training data, each grade included in the collection of iron scrap is determined from the image generated by the camera. Estimate the proportion of
output the estimation results,
A scrap grade determination method , comprising:
The estimation uses an image of a collection of iron scraps as input data, and uses a trained model built in advance by machine learning with the proportion and weight of each grade as teaching data, and calculates the amount of iron scrap from the image generated by the camera. estimating the proportion of each grade included in the collection and the weight of the collection of iron scrap;
Scrap grade determination method.
大きさに応じた複数の等級の鉄スクラップが混在した、鉄スクラップの集合をカメラにより撮影して得られる画像を取得する取得部と、
鉄スクラップの集合の画像を入力データとし、各等級の割合を教師データとして機械学習により予め構築された学習済みモデルを用い、前記カメラにより生成された画像から前記鉄スクラップの集合に含まれる各等級の割合を推定する推論部と、
を備え
前記推論部は、鉄スクラップの集合の画像を入力データとし、各等級の割合及び重量を教師データとして機械学習により予め構築された学習済みモデルを用い、前記カメラにより生成された画像から前記鉄スクラップの集合に含まれる各等級の割合及び前記鉄スクラップの集合の重量を推定する、
推定装置。
an acquisition unit that acquires an image obtained by photographing a collection of iron scraps with a camera, in which iron scraps of multiple grades depending on size are mixed;
Using an image of a collection of iron scrap as input data and a trained model built in advance by machine learning using the ratio of each grade as training data, each grade included in the collection of iron scrap is determined from the image generated by the camera. an inference unit that estimates the proportion of
Equipped with
The inference unit uses a trained model built in advance by machine learning, with an image of a collection of iron scraps as input data and the ratio and weight of each grade as teacher data, and uses the image generated by the camera to determine the iron scraps. estimating the proportion of each grade included in the collection and the weight of the collection of iron scrap;
Estimation device.
大きさに応じた複数の等級の鉄スクラップが混在した、鉄スクラップの集合をカメラにより撮影して得られる画像を取得する取得部、及び、
鉄スクラップの集合の画像を入力データとし、各等級の割合を教師データとして機械学習により予め構築された学習済みモデルを用い、前記カメラにより生成された画像から前記鉄スクラップの集合に含まれる各等級の割合を推定する推論部、
としてコンピュータを機能させ
前記推論部は、鉄スクラップの集合の画像を入力データとし、各等級の割合及び重量を教師データとして機械学習により予め構築された学習済みモデルを用い、前記カメラにより生成された画像から前記鉄スクラップの集合に含まれる各等級の割合及び前記鉄スクラップの集合の重量を推定する、
プログラム。
an acquisition unit that acquires an image obtained by photographing a collection of iron scraps with a camera, in which iron scraps of a plurality of grades depending on the size are mixed;
Using an image of a collection of iron scrap as input data and a trained model built in advance by machine learning using the ratio of each grade as training data, each grade included in the collection of iron scrap is determined from the image generated by the camera. an inference unit that estimates the proportion of
make the computer function as
The inference unit uses a trained model built in advance by machine learning, with an image of a collection of iron scraps as input data and the ratio and weight of each grade as teacher data, and uses the image generated by the camera to determine the iron scraps. estimating the proportion of each grade included in the collection and the weight of the collection of iron scrap;
program.
大きさに応じた複数の等級の鉄スクラップが混在した、鉄スクラップの集合をカメラにより撮影して得られる画像、及び前記鉄スクラップの集合に含まれる各等級の割合を取得する取得部と、
前記画像を入力データとし、前記各等級の割合を教師データとして、画像から鉄スクラップの集合に含まれる各等級の割合を推定するための学習済みモデルを機械学習により構築する学習部と、
を備え
前記画像は、クレーンの吊り具により持ち上げられた前記鉄スクラップの集合の画像から抽出された、前記吊り具の範囲を基準として画定される、前記吊り具の下方の範囲を少なくとも含む部分画像であり、
前記部分画像は、前記吊り具から下方に向かうに従って徐々に狭まる範囲を表示領域とし、他の範囲を非表示領域とするマスク加工が施された部分画像である、
学習装置。
an acquisition unit that acquires an image obtained by photographing a collection of iron scraps with a camera, in which iron scraps of a plurality of grades according to size are mixed, and a proportion of each grade included in the collection of iron scraps;
a learning unit that uses machine learning to construct a trained model for estimating the proportion of each grade included in a set of iron scrap from the image, using the image as input data and the proportion of each grade as training data;
Equipped with
The image is a partial image that is extracted from an image of the collection of iron scraps lifted by a hoist of a crane and is defined based on the range of the hoist and includes at least a range below the hoist. ,
The partial image is a partial image that has been subjected to mask processing such that a range that gradually narrows downward from the hanger is a display area, and the other range is a non-display area.
learning device.
前記学習済みモデルを構築するための入力データとして、等級毎の鉄スクラップの集合の画像も使用される、
請求項17に記載の学習装置。
An image of a collection of iron scrap for each grade is also used as input data for building the trained model;
The learning device according to claim 17 .
大きさに応じた複数の等級の鉄スクラップが混在した、鉄スクラップの集合をカメラにより撮影して得られる画像、及び前記鉄スクラップの集合に含まれる各等級の割合を取得する取得部、及び、
前記画像を入力データとし、前記各等級の割合を教師データとして、画像から鉄スクラップの集合に含まれる各等級の割合を推定するための学習済みモデルを機械学習により構築する学習部、
としてコンピュータを機能させ
前記画像は、クレーンの吊り具により持ち上げられた前記鉄スクラップの集合の画像から抽出された、前記吊り具の範囲を基準として画定される、前記吊り具の下方の範囲を少なくとも含む部分画像であり、
前記部分画像は、前記吊り具から下方に向かうに従って徐々に狭まる範囲を表示領域とし、他の範囲を非表示領域とするマスク加工が施された部分画像である、
プログラム。
an acquisition unit that acquires an image obtained by photographing a collection of iron scraps with a camera, in which iron scraps of a plurality of grades according to size are mixed, and a proportion of each grade included in the collection of iron scraps;
a learning unit that uses machine learning to construct a trained model for estimating the proportion of each grade included in a set of iron scrap from the image, using the image as input data and the proportion of each grade as training data;
make the computer function as
The image is a partial image that is extracted from an image of the collection of iron scraps lifted by a hoist of a crane and is defined based on the range of the hoist and includes at least a range below the hoist. ,
The partial image is a partial image that has been subjected to mask processing such that a range that gradually narrows downward from the hanger is a display area, and the other range is a non-display area.
program.
大きさに応じた複数の等級の鉄スクラップが混在した、鉄スクラップの集合をカメラにより撮影して得られる画像、及び前記鉄スクラップの集合に含まれる各等級の割合を取得し、
前記画像を入力データとし、前記各等級の割合を教師データとして、画像から鉄スクラップの集合に含まれる各等級の割合を推定するための学習済みモデルを機械学習により構築する、
学習済みモデルの生成方法であって、
前記画像は、クレーンの吊り具により持ち上げられた前記鉄スクラップの集合の画像から抽出された、前記吊り具の範囲を基準として画定される、前記吊り具の下方の範囲を少なくとも含む部分画像であり、
前記部分画像は、前記吊り具から下方に向かうに従って徐々に狭まる範囲を表示領域とし、他の範囲を非表示領域とするマスク加工が施された部分画像である、
学習済みモデルの生成方法。

Obtaining an image obtained by photographing a collection of iron scraps with a camera, in which iron scraps of multiple grades according to size are mixed, and the proportion of each grade included in the collection of iron scraps,
Using the image as input data and the proportion of each grade as training data, constructing a trained model for estimating the proportion of each grade included in a collection of iron scrap from the image by machine learning;
A method for generating a trained model, the method comprising:
The image is a partial image that is extracted from an image of the collection of iron scraps lifted by a hoist of a crane and is defined based on the range of the hoist and includes at least a range below the hoist. ,
The partial image is a partial image that has been subjected to mask processing such that a range that gradually narrows downward from the hanger is a display area, and the other range is a non-display area.
How to generate a trained model.

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