JP7428080B2 - 情報処理装置、情報処理方法、燃焼制御装置、および燃焼制御方法 - Google Patents
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Description
図1は、本発明の一実施形態による情報処理装置が適用される火格子式のごみ焼却炉(以下、火格子焼却炉)を示す。図1に示すように、廃棄物焼却炉としての火格子焼却炉は、廃棄物の燃焼が行われる炉1、廃棄物を投入する廃棄物投入口2、およびボイラ9を備える。蒸気発生部としてのボイラ9は、炉1の炉出口7の下流側に設置された熱交換器9aおよび蒸気ドラム9bを備える。
情報処理装置としての燃焼判定装置40は、制御部41、出力部42、入力部43、および記憶部44を備える。燃焼判定装置40は、燃焼点の位置を測定する燃焼点の位置測定装置や、廃棄物50の燃焼量を測定する燃焼量の測定装置として機能する。
ここで、記憶部44に記憶されている境界識別学習モデル44aおよびその生成方法について説明する。図5は、本実施形態の撮像部26によって撮像された燃焼中の廃棄物の透過画像データの例を示す図である。図6は、本実施形態による撮像部26により撮像された透過画像データに対して境界線を生成した境界画像データの例を示す図である。
次に、記憶部44に格納されている燃焼状態学習モデル44bおよびその生成方法について説明する。図7は、本実施形態による境界生成部411により作成された境界画像データに対して燃焼部を抽出した抽出画像データの例を示す図である。撮像部26は、図5に示す透過画像データを制御部41に送信する。制御部41の境界生成部411は、入力された透過画像データから、燃焼状態学習モデル44bに基づいて図6に示す境界画像データを生成する。燃焼状態学習モデル44bは、図7に示すように、透過画像データや境界画像データなどの炉1内の画像データに基づいて、燃焼領域としての燃焼部52Aを抽出する処理を実行可能な学習モデルである。
火格子上廃棄物52の面積(図7中、領域A31,A32の廃棄物50の面積)
火格子上廃棄物52の高さ(図6、図7中、廃棄物の層の局所的な高さh、廃棄物の層の平均の高さH)
火格子上廃棄物52の燃焼点の位置(燃焼部52Aの撮像部26側端部)(図6、図7中、F線)
燃焼部52Aの面積(図7中、燃焼部52Aの領域A32の面積SF)
燃焼部52Aの最高温度、平均温度、面積、および温度積算値(図7中、領域A32)
なお、温度積算値は、画像データの燃焼部52Aにおける例えば画素などの所定領域ごとの温度を積算した値である。
次に、本発明の一実施形態による情報処理方法および燃焼制御方法について説明する。図8は、本実施形態による情報処理方法および燃焼制御方法を説明するためのフローチャートである。本実施形態において、ステップST1は炉1における撮像部26、ステップST2,ST3,ST6~ST9は燃焼判定装置40、ステップST4,ST5は作業者、およびステップST10~ST12は燃焼制御装置30が行う処理である。なお、ステップST10,ST11を燃焼判定装置40が行っても良い。
次に、上述した一実施形態の変形例について説明する。図12は、抽出画像データの変形例を示す図である。変形例においては、図8に示すステップST3において燃焼判定部412は、透過画像データに対して、廃棄物50と他の物体との境界、すなわち廃棄物50と、廃棄物供給部12、段差壁13、および火格子4とのそれぞれの境界に対して境界線54を描画する。図12に示すように、境界生成部411は、例えば、透過画像データに対して、供給前廃棄物51と、段差壁13との境界に対して境界線541を描画する。境界生成部411は、火格子上廃棄物52と、段差壁13および火格子4との境界に対してそれぞれ、境界線542,544を描画する。以上により、境界生成部411は、透過画像データに対して境界線53が描画された境界画像データを生成する。境界生成部411は、生成した境界画像データを燃焼判定部412に出力する。
上述の一実施形態において、燃焼制御装置30、または燃焼判定装置40が実行する処理方法を実行させるプログラムを、コンピュータその他の機械やウェアラブルデバイスなどの装置(以下、コンピュータなど、という)が読み取り可能な記録媒体に記録することができる。コンピュータなどに、この記録媒体のプログラムを読み込ませて実行させることにより、当該コンピュータなどが移動体制御装置として機能する。ここで、コンピュータなどが読み取り可能な記録媒体とは、データやプログラムなどの情報を電気的、磁気的、光学的、機械的、または化学的作用によって蓄積し、コンピュータなどから読み取ることができる非一時的な記録媒体をいう。このような記録媒体のうちのコンピュータ等から取り外し可能なものとしては、例えばフレキシブルディスク、光磁気ディスク、CD-ROM、CD-R/W、DVD、BD、DAT、磁気テープ、フラッシュメモリなどのメモリカードなどがある。また、コンピュータなどに固定された記録媒体としてハードディスク、ROMなどがある。さらに、SSDは、コンピュータなどから取り外し可能な記録媒体としても、コンピュータなどに固定された記録媒体としても利用可能である。
一実施形態においては、上述した「部」を、「回路」などに読み替えることができる。例えば、制御部は、制御回路に読み替えることができる。
1a 炉壁
2 廃棄物投入口
3 廃棄物供給装置
4 火格子
5 灰落下口
6 燃焼用空気ブロア
7 炉出口
8 煙突
9 ボイラ
9a 熱交換器
9b 蒸気ドラム
10 二次空気吹き込み口
11 二次空気ブロア
12 廃棄物供給部
13 段差壁
14 燃焼用空気ダンパ
14a,14b,14c,14d 火格子下燃焼用空気ダンパ
15 二次空気ダンパ
16 中間天井
17 燃焼室ガス温度計
18 主煙道ガス温度計
19 炉出口下部ガス温度計
20 炉出口中部ガス温度計
21 炉出口ガス温度計
22 ボイラ出口酸素濃度計
23 ガス濃度計
24 排ガス流量計
25 蒸気流量計
26 撮像部
30 燃焼制御装置
31,41 制御部
32,44 記憶部
33 操作量調整部
40 燃焼判定装置
42 出力部
43 入力部
44a 境界識別学習モデル
44b 燃焼状態学習モデル
50 廃棄物
51 供給前廃棄物
52 火格子上廃棄物
52A 燃焼部
53,531,532,532a,532b,54,541,542,543,544 境界線
331 燃焼用空気量調整部
332 空気量比率調整部
333 二次空気量調整部
334 廃棄物供給装置送り速度調整部
335 火格子送り速度調整部
411 境界生成部
412 燃焼判定部
413 学習部
Claims (12)
- ハードウェアを有する制御部を備え、
前記制御部は、
廃棄物を焼却する廃棄物焼却炉内の前記廃棄物を含む領域が火炎を透過した状態で撮像されて得られた透過画像データを取得して記憶部に記憶させ、
前記記憶部から読み出した前記透過画像データに基づいて、前記廃棄物の燃焼温度が所定温度以上の燃焼領域を抽出し、
抽出した前記燃焼領域における前記廃棄物の燃焼量と前記廃棄物が燃え切る燃焼点の位置との少なくとも一方を導出し、
前記記憶部から前記透過画像データを取得して、入力パラメータとして燃焼状態学習モデルに入力し、
前記透過画像データに対して、前記廃棄物焼却炉内における前記燃焼領域と前記燃焼領域以外の領域との境界を識別して、前記境界の少なくとも一部を規定する境界線を生成して前記境界線を含む処理画像データを出力パラメータとして前記燃焼状態学習モデルから出力し、
前記燃焼量は、前記燃焼領域の面積、前記燃焼領域における最高温度、および前記燃焼領域における温度積算値に基づく値であり、
前記燃焼状態学習モデルは、前記透過画像データを学習用入力パラメータとし、前記透過画像データに対して前記境界線が描画された処理画像データを学習用出力パラメータとして、機械学習によって生成された学習モデルである
情報処理装置。 - ハードウェアを有する制御部を備え、
前記制御部は、
廃棄物を焼却する廃棄物焼却炉内の前記廃棄物を含む領域が火炎を透過した状態で撮像されて得られた透過画像データを取得して記憶部に記憶させ、
前記記憶部から読み出した前記透過画像データに基づいて、前記廃棄物の燃焼温度が所定温度以上の燃焼領域を抽出し、
抽出した前記燃焼領域における、前記廃棄物の燃焼量と前記廃棄物が燃え切る燃焼点の位置との少なくとも一方を導出し、
前記記憶部から読み出した前記透過画像データを入力パラメータとして取得し、前記透過画像データを燃焼状態学習モデルに入力し、
前記廃棄物焼却炉内における前記燃焼領域と、前記燃焼領域以外の領域との境界を識別して、前記境界の少なくとも一部を規定する境界線を生成して、前記境界線を含む処理画像データを生成して出力パラメータとして出力し、
前記燃焼量は、前記燃焼領域の面積、前記燃焼領域における最高温度、および前記燃焼領域における温度積算値に基づく値であり、
前記燃焼状態学習モデルは、前記透過画像データを学習用入力パラメータとし、前記透過画像データに対して前記境界線が描画された処理画像データを学習用出力パラメータとして、機械学習によって生成された学習モデルである
情報処理装置。 - 前記廃棄物焼却炉は、前記廃棄物を移動させる火格子を備え、
前記境界線は、前記透過画像データにおいて前記廃棄物と前記火格子との境界に生成される
請求項1または2に記載の情報処理装置。 - ハードウェアを有する制御部を備え、
前記制御部は、
廃棄物を焼却する廃棄物焼却炉内の前記廃棄物を含む領域が火炎を透過した状態で撮像されて得られた透過画像データを取得して記憶部に記憶させ、
前記記憶部から読み出した前記透過画像データに基づいて、前記廃棄物の燃焼温度が所定温度以上の燃焼領域を抽出し、
抽出した前記燃焼領域における、前記廃棄物の面積、最高温度、および温度積算値に基づく燃焼量と前記廃棄物が燃え切る燃焼点の位置との少なくとも一方を導出し、
前記記憶部から読み出した前記透過画像データに対して、前記廃棄物焼却炉内における前記燃焼領域と、前記燃焼領域以外の領域との境界を識別して、前記境界の少なくとも一部を規定する境界線を生成して、前記境界線を含む処理画像データを生成し、
前記廃棄物焼却炉は、前記廃棄物を移動させる火格子を備え、
前記境界線は、前記透過画像データにおいて前記廃棄物と前記火格子との境界に生成される
情報処理装置。 - 前記制御部は、
抽出した前記燃焼領域に基づいて、前記燃焼量および前記燃焼点の位置を導出する
請求項1~4のいずれか1項に記載の情報処理装置。 - ハードウェアを有する制御部を備え、前記制御部は、廃棄物を焼却する廃棄物焼却炉内の前記廃棄物を含む領域が火炎を透過した状態で撮像されて得られた透過画像データを取得して記憶部に記憶させ、前記記憶部から読み出した前記透過画像データに基づいて、前記廃棄物の燃焼温度が所定温度以上の燃焼領域を抽出し、抽出した前記燃焼領域における、前記廃棄物の面積、最高温度、および温度積算値に基づく燃焼量と、前記廃棄物が燃え切る燃焼点の位置と、の少なくとも一方を導出する情報処理装置によって得られた前記燃焼点および前記燃焼量の少なくとも一方を取得し、
取得した前記燃焼点および前記燃焼量の少なくとも一方を記憶部に格納し、
前記廃棄物の燃焼量と前記燃焼点の位置との少なくとも一方に基づいて、前記廃棄物焼却炉を制御する燃焼制御部を備え、
前記燃焼制御部は、
前記廃棄物焼却炉内における前記廃棄物の層の高さに対応した前記燃焼量の所定範囲を基準燃焼量領域として前記記憶部から読み出し、
前記情報処理装置から前記廃棄物の層の高さの情報と前記燃焼量の情報とを取得し、
取得した前記廃棄物の層の高さおよび前記燃焼量と、前記基準燃焼量領域との乖離に基づいて、前記廃棄物焼却炉を制御する
燃焼制御装置。 - 請求項1~5のいずれか1項に記載の情報処理装置によって導出された前記燃焼点および前記燃焼量の少なくとも一方を取得し、
取得した前記燃焼点および前記燃焼量の少なくとも一方を記憶部に格納し、
前記廃棄物の燃焼量と前記燃焼点の位置との少なくとも一方に基づいて、前記廃棄物焼却炉を制御する燃焼制御部を備える
燃焼制御装置。 - 前記廃棄物焼却炉は、前記廃棄物を移動させる火格子と前記廃棄物を前記火格子上に供給する廃棄物供給手段とを備え、
前記燃焼制御部は、
前記廃棄物の燃焼量と前記燃焼点の位置との少なくとも一方に基づいて、前記廃棄物供給手段による前記廃棄物を供給する供給速度と、前記火格子の火格子速度との少なくとも一方を制御する
請求項6または7に記載の燃焼制御装置。 - 前記燃焼制御部は、
前記廃棄物の燃焼量と前記燃焼点の位置との少なくとも一方に基づいて、空気の送風量と空気の温度との少なくとも一方を制御する
請求項6~8のいずれか1項に記載の燃焼制御装置。 - 前記燃焼制御部は、
前記廃棄物焼却炉内における前記廃棄物の層の高さに対応した前記燃焼点の位置の所定範囲を基準燃焼点領域として前記記憶部から読み出し、
前記情報処理装置から前記廃棄物の層の高さの情報と前記燃焼点の位置の情報とを取得し、
取得した前記廃棄物の層の高さおよび前記燃焼点の位置と、前記基準燃焼点領域との乖離に基づいて、前記廃棄物焼却炉を制御する
請求項6~9のいずれか1項に記載の燃焼制御装置。 - ハードウェアを有する制御部を備えた情報処理装置が実行する情報処理方法であって、
前記制御部は、
廃棄物を焼却する廃棄物焼却炉内の前記廃棄物を含む領域が火炎を透過した状態で撮像されて得られた透過画像データを取得して記憶部に記憶させ、
前記記憶部から読み出した前記透過画像データに基づいて、前記廃棄物の燃焼温度が所定温度以上の燃焼領域を抽出し、
抽出した前記燃焼領域に基づいて、前記燃焼領域における前記廃棄物の燃焼量と前記燃焼領域における前記廃棄物が燃え切る燃焼点の位置との少なくとも一方を導出し、
前記記憶部から前記透過画像データを取得して、入力パラメータとして燃焼状態学習モデルに入力し、
前記透過画像データに対して、前記廃棄物焼却炉内における前記燃焼領域と前記燃焼領域以外の領域との境界を識別して、前記境界の少なくとも一部を規定する境界線を生成して前記境界線を含む処理画像データを出力パラメータとして前記燃焼状態学習モデルから出力し、
前記燃焼量は、前記燃焼領域の面積、前記燃焼領域における最高温度、および前記燃焼領域における温度積算値に基づく値であり、
前記燃焼状態学習モデルは、前記透過画像データを学習用入力パラメータとし、前記透過画像データに対して前記境界線が描画された処理画像データを学習用出力パラメータとして、機械学習によって生成された学習モデルである
情報処理方法。 - 廃棄物を焼却する廃棄物焼却炉を制御する燃焼制御部を備えた燃焼制御装置が実行する燃焼制御方法であって、
前記燃焼制御部は、
廃棄物を焼却する廃棄物焼却炉内の前記廃棄物を含む領域が測定されて得られた透過画像データから燃焼量および燃焼点の位置の少なくとも一方を導出する請求項11に記載の情報処理方法によって前記燃焼点および前記燃焼量の少なくとも一方を導出して取得し、
取得した前記燃焼点および前記燃焼量の少なくとも一方を記憶部に格納し、
前記廃棄物の燃焼量と前記燃焼点の位置との少なくとも一方に基づいて、前記廃棄物焼却炉を制御する
燃焼制御方法。
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