JPH06331445A - びん色認識方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】びんのラベルの影響をうけず、びん色の認識を
精度よく行うことができるびん色認識方法を提供する。 【構成】照明装置からびんに光りを照射し、その透過光
を利用してびんの色を認識するびん色認識方法におい
て、びんが所定の位置にきたことを検知器が検知し、こ
の検知したびんの透過光を撮像装置で読み取り、読み取
った透過光の画像データから、輝度のレベルに基づいて
ラベル等の付着していない部分をびん色を認識すべき部
分の画像データとして抽出し、その抽出した画像データ
に基づいて色を認識する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、透過光に基づいてびん
の色を認識するびん色認識方法及びその装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】廃棄された各種のびんを回収してリサイ
クルする場合、これら各種のびんを色別に選別する必要
があり、従来においては、この選別を作業者の手作業に
よって行っており、割れたびんによる怪我等の危険が伴
うとともに、重労働であった。

【０００３】また、特開平３−２０００２５号公報に見
られるように、照明装置からびんに光を照射し、このび
んを透過した透過光の内、波長の異なる２種の特定光か
らびん色を認識する方法を用いることで、色の異なる各
種のびんを自動的に選別するようにしたものがある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のように透過光を利用してびん色を認識するもので
は、びんには通常商品名等を表示したラベルが貼られて
おり、このラベルの部分に光をあてても、その部分はび
ん色に関係なく影となるため、このラベルの部分の透過
光をびん色を認識するデータとして取り入れ、これらデ
ータを総合してびん色を認識しようとすると、びん色を
誤って認識する可能性が大きく、正確なびん色を認識す
ることができないという問題があった。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明のびん色認識方法
は、照明装置からびんに光りを照射し、その透過光を利
用してびんの色を認識するびん色認識方法において、び
んが所定の位置にきたことを検知器が検知し、この検知
したびんの透過光を撮像装置で読み取り、読み取った透
過光の画像データから、輝度のレベルに基づいてラベル
等の付着していない部分をびん色を認識すべき部分の画
像データとして抽出し、その抽出した画像データに基づ
いて色を認識するものである。

【０００６】本発明のびん色認識装置は、照明装置から
びんに光りを照射し、その透過光を利用してびんの色を
認識するびん色認識装置において、びんが所定の位置に
きたことを検知する検知器と、上記所定の位置において
びんに光を照射する照明装置と、該照明装置から照射さ
れた光をびんを介して撮像する撮像装置と、上記撮像装
置により撮像された画像データから、輝度のレベルに基
づいてびん色を認識すべき部分を抽出し、その抽出した
画像データに基づいて色を認識する制御装置とを備え、
前記照明装置から照射された光を撮像装置によりびんを
介して撮像するステーションが暗室に構成されたもので
ある。

【０００７】

【作用】びんが所定の位置にきたことを検知器が検知
し、この検知したびんを透過した透過光を読み取り、読
み取った透過光の画像データから、輝度のレベルに基づ
いてラベル等の付着していない部分をびん色を認識すべ
き部分の画像データとして抽出し、その抽出した画像デ
ータに基づいて色を認識することで、びん色の認識に用
いるデータを厳選して正確なびん色の認識を行う。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を参照して説
明する。

【０００９】図１及び図２は、本発明に係るびん色認識
装置の概略構成を示している。

【００１０】図において１は、搬送コンベアで、搬送コ
ンベア１は、図示しない整列装置により整列された状態
で送られて来るびんを色認識装置２を経て選別装置３に
搬送するもので、上流側の第１コンベア１１と、この第
１コンベア１１に連設された下流側の第２コンベア１２
とで構成されている。

【００１１】上記第１コンベア１１の搬入側端部には、
前記整列装置が連接されており、図示しないホッパ等か
らなるびん供給装置から供給されたびんを所定状態に整
列させ、該びんを一本ずつ順次第１コンベア１１に搬入
している。

【００１２】前記第１コンベア１１と第２コンベア１２
とは、第２コンベア１２の送り速度が第１コンベア１１
の送り速度よりも早くなるように設定されている。この
ように第１コンベア１１と第２コンベア１２との搬送速
度を設定することで、第１コンベア１１から第２コンベ
ア１２に搬送されたびんは、搬送速度が早くなり第１コ
ンベア１１上に位置するびんとの間隔が広くなる。従っ
て、第１コンベア１１上で前後のびんが連続した状態で
搬送されたとしても、前側（下流側）のびんが第２コン
ベア１２に移送されこの第２コンベア１２で搬送される
ことで、後側（上流側）のびんと離間されることにな
り、前後のびんの間隔があけられる。

【００１３】前記色認識装置２は、第２コンベア１２の
上流側の一側方に設置されており、第２コンベア１２上
を流れるびんの画像を撮像するカメラ（撮像装置）２１
と、該カメラ２１で撮像された画像を処理してこのびん
の色を認識する制御装置２２とから構成されている。

【００１４】また、カメラ２１と対峙する第２コンベア
１２の他側方には照明装置２３が設置されており、第２
コンベア１２上を流れるびんに照明を照射し、この照明
により照射されたびんの画像を前記カメラ２１で撮像
し、制御装置２２で後述する認識方法によりびんの色を
認識するようなされている。

【００１５】前記照明装置２３及びカメラ２１はカバー
体２４内に設置されている。カバー体２４は、照明装置
２３及びカメラ２１を外部から遮蔽するとともに、これ
ら照明装置２３及びカメラ２１が配置された第２コンベ
ア１２上の一部をも遮蔽する暗室を形成し、この暗室が
びんを透過した透過光を撮像するステーションになされ
ている。このように、暗室内でびんの透過光を読み取る
ため、ノイズ光の影響を受けず正確な色認識のデータを
得ることができる。

【００１６】また、暗室内には、第２コンベア１２上を
流れるびんが前記カメラ２１による撮像を開始する位置
にきたことを検知するセンサ（検知器）２５が設けられ
ている。

【００１７】センサ２５は、例えば光センサが用いられ
ており、投光器２５ａから受光器２５ｂに照射される光
をびんが遮断することでびんの有無を検知する。

【００１８】前記選別装置３は、第２コンベア１２の下
流側に設置された２台の払出機３１、３２で構成されて
いる。

【００１９】払出機３１は、第２コンベア１２の上方に
且つ該第２コンベア１２の搬送方向と直交する左右方向
に配置された基台３１ａと、この基台３１ａの底面に前
記第２コンベア１２の幅よりも若干幅広に設定された左
右一対の払出片３１ｂ，３１ｂとから構成されている。

【００２０】前記基台３１ａは、図示しない駆動装置に
より第２コンベア１２の搬送方向と直交する方向に移動
自在に構成されており、この基台３１ａの左右への移動
に伴う払出片３１ｂ，３１ｂの同方向への移動により第
２コンベア１２上を流れるびんを左右に払い出すことが
できる。すなわち、前記払出片３１ｂ，３１ｂは、通常
の状態では図２に示すように第２コンベア１２を挟んだ
位置に配置され、この位置から左側方もくしは右側方に
移動することで第２コンベア１２上のびんをその移動し
た第２コンベア１２の側方へ払い出す。

【００２１】払出機３２は、前記払出機３１と同様に構
成された基台３２ａと払出片３２ｂ，３２ｂとからな
り、払出機３１の下流側に並列に配設されている。

【００２２】このように構成された払出機３１、３２の
作動は、前記制御装置２２により制御されている。つま
り、制御装置２２では、前記カメラ２１で撮像されたデ
ータからびんの色を認識し、この認識結果に基づいて払
出機３１もしくは３２を左右に移動させ、色の異なるび
んを選別する。

【００２３】例えば、図２に示すように、払出機３１に
おける第２コンベア１２の搬送方向に向かって左側方が
無色のびんを回収する第１回収部４１になされ、払出機
３１における第２コンベア１２の搬送方向に向かって右
側方が青色と緑色のびんを回収する第２回収部４２にな
され、払出機３２における第２コンベア１２の搬送方向
に向かって左側方が茶色のびんを回収する第３回収部４
３になされ、払出機３２における第２コンベア１２の搬
送方向に向かって右側方が黒色のびんを回収する第４回
収部４４になされている。従って、制御装置２２により
第２コンベア１２上を流れるびんが後述する認識方法に
より無色であると認識すれば、払出機３１を第２コンベ
ア１２の搬送方向に向かって左側方に移動させること
で、この無色と判別されたびんを第１回収部４１に払い
出して回収する。

【００２４】また、第２コンベア１２の下流側搬出端の
下方には、残渣収容部５が設置されており、この残渣収
容部５には、第１コンベア１１、第２コンベア１２によ
りびんとともに搬送されてきたごみが収容される。

【００２５】ここで、前記制御装置２２によるびんの色
を認識する認識方法について、図５に示すフローチャー
トを参照しながら説明する。なお、カメラ２１及び照明
装置２３等が暗室内に配置されているため、カメラ２１
で撮像される照明装置２３からの照射光及びびんを透過
した透過光は外部からのノイズ光の影響をうけない純粋
な光がカメラ２１に撮像される。

【００２６】まず、びん色を認識するに当たり、前記照
明装置２３から照射される照射光をびんを透過させない
状態、つまり照明装置２３から照射される照射光自体の
持つ三原色〔Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）〕の輝度を
測定する。

【００２７】この測定は、認識したいびんが搬送コンベ
ア１により色認識装置２に到達する直前で、しかもその
びんの下流側に位置するびんが色認識を終了してカメラ
２１の画面から消滅した直後の時間内に実行される。

【００２８】この測定した輝度は、実際は一定しておら
ず、これら輝度の平均値をＲａ、Ｇａ、Ｂａとして求め
（ステップＳ１）、Ｒ、Ｇ、Ｂの輝度値とする。

【００２９】上記測定により得られた測定値Ｒ、Ｇ、Ｂ
の輝度うち何れか一の輝度を基準値としてその基準の輝
度と他の二の輝度との差を演算しておく。

【００３０】この演算結果に基づいて搬送コンベア１に
より搬送されてくるびんの色を認識する際に以下のよう
な補正を行う。

【００３１】例えば、測定値Ｒａ、Ｇａ、ＢａのうちＢ
ａの輝度を基準値とした場合、このＢａの輝度と他のＲ
ａ、Ｇａの輝度との差ｄＲ、ｄＧを求める（ステップＳ
２）。

【００３２】

【数１】ｄＲ＝Ｂａ−Ｒａ ｄＧ＝Ｂａ−Ｇａ

【００３３】そして、搬送コンベア１により搬送されて
くるびんの色を認識する際には、びんが照明装置２３を
通過する位置で、センサ２５がこの位置を検知し（ステ
ップＳ３）、この検知結果に基づいてカメラ２１が照明
装置２３により照射された光がびんを透過した透過光を
撮像する。このときの画像データを制御装置２２に取り
込むに当たり、とりわけ搬送コンベア１の上面から高さ
Ｈの位置におけるデータ（図３参照）が取り込まれる
（ステップＳ４）。制御装置２２では、上記透過光の持
つ三原色の各輝度を測定し、この測定値をｒ、ｇ、ｂと
する。

【００３４】このｒ、ｇ、ｂの輝度の測定は、以下のよ
うに行われる。

【００３５】まず、前述したように高さＨの位置におけ
るびんの透過光の画像データをとる。この高さＨは、図
３においては、びんの中心よりも低い位置で設定されて
いるが、これは第２コンベア１２を流れるびんの大きさ
が異なっても対応することができるようにするためで、
図３に示すびんよりも小さいびんや大きいびんが第２コ
ンベア１２を流れてきても、画像データをとるに十分な
位置に設定されている。

【００３６】そして、この取り込まれた画像データの
Ｒ、Ｇ、Ｂの各輝度が図３に示すようなデータであった
とする。

【００３７】このデータにおいて、びんを透過した透過
光は、輝度が落ちるため、Ａ〜Ｄの間のデータがびんを
透過した透過光のデータであることがわかり（ステップ
Ｓ５）、Ｂ〜Ｃの部分でさらに輝度が落ちることで、Ｂ
〜Ｃの間はラベルが貼られている部分を透過した透過光
であることがわかる。これによりびんの色を認識するデ
ータは、Ａ〜Ｂ、Ｃ〜Ｄの間であることがわかる。さら
に、Ａ〜Ｂ、Ｃ〜Ｄの間であっても、例えばびん表面の
部分的な汚れ等によりある位置（図３においてＸ位置）
において輝度がやや落ちる場合があるため、Ａ〜Ｂ、Ｃ
〜Ｄの間のデータのうち輝度が一番高い位置（図３にお
いてＹ位置）のｒ、ｇ、ｂを測定する（ステップＳ
６）。上述したステップＳ５からステップＳ６が、画像
データからびん色を認識すべき部分を抽出する色認識箇
所の抽出工程である。

【００３８】具体的には、図３に示す予め定めた輝度レ
ベルＬよりも低い所（Ａ〜Ｄ）がびんを透過した透過光
のデータであると判断する。さらにはそのＡ〜Ｄの間に
おいて、Ｒ、Ｇ、Ｂのいずれか１つ、例えばＲ輝度の最
大値となるところ（図３のＹ位置）の各Ｒ、Ｇ、Ｂの輝
度をびん透過光の輝度値ｒ、ｇ、ｂとして抽出する。従
って、この抽出方式によれば、びんにラベルが付着され
ていない場合でも本装置に適用できる。

【００３９】このように抽出して測定されたｒ、ｇ、ｂ
は、前記照明装置２３の照射光の輝度値Ｒ、Ｇ、Ｂに基
づいてｂを基準値としてｒ、ｇの輝度を補正する。

【００４０】これら値ｄｒ、ｄｇは、次式で表される
（ステップＳ７）。

【００４１】

【数２】ｄｒ＝ｄＲ×ｒ／Ｒａ ｄｇ＝ｄＧ×ｇ／Ｇａ よって、この値ｄｒ、ｄｇを透過光の輝度ｒ、ｇにそれ
ぞれ加算することで補正後の輝度値、

【００４２】

【数３】ｒ_new ＝ｒ＋ｄｒ ｇ_new ＝ｇ＋ｄｇ を得ることができる（ステップＳ８）。なお、ｂは基準
とした値であるから、ｂ _new ＝ｂである。

【００４３】次に、基準とされたｂに対するｒ_new とｇ
_new の輝度比

【００４４】

【数４】ｒ_new ／ｂ ｇ_new ／ｂ を求め（ステップＳ９）、図４に示す輝度比座標にあて
はめてびん色を認識する（ステップＳ１０）。上述した
ステップＳ７からステップＳ１０がびん色を認識する色
認識工程である。

【００４５】この輝度比座標は、複数の輝度比データに
基づいて予め作成されたもので、予めデータテーブルと
して制御装置２２に入力されている。

【００４６】そして、上述のようにびんの色が認識され
ると、制御装置２２ではこの認識結果に基づいて、その
びんが選別装置３に搬送された際に該選別装置３にその
認識結果を出力し（ステップＳ１１）、払出機３１もし
くは３２を左右に移動させ、第１〜第４回収部４１〜４
４のうち対応する回収部に回収する。

【００４７】そして、上述した動作をびんの選別作業が
終了するまで随時繰り返す（ステップＳ１２）。

【００４８】ここで、上述したびんの色を認識する際の
補正を具体的な値をあてはめて説明すると、照明装置２
３の照射光の当初のＲ、Ｇ、Ｂの平均輝度が、

【００４９】

【数５】Ｒａ＝２００ Ｇａ＝２００ Ｂａ＝２００ であったが長期の使用により以下のように変化したと仮
定した場合、

【００５０】

【数６】Ｒａ＝１００ Ｇａ＝１８０ Ｂａ＝２００ びんが搬送されてきてカメラ２１で撮像された透過光の
ｒ、ｇ、ｂが、照明装置２３の照射光が上記Ｒａ＝２０
０、Ｇａ＝２００、Ｂａ＝２００であったなら、

【００５１】

【数７】ｒ＝１００ ｇ＝８０ ｂ＝６０ と測定され、このびんの色は赤系統の色と認識されるは
ずであるが、実際は、上述したように照明装置２３の照
射光がＲａ＝１００、Ｇａ＝１８０、Ｂａ＝２００であ
るため、ｒ、ｇ、ｂは、

【００５２】

【数８】ｒ＝５０ ｇ＝７２ ｂ＝６０ と測定されることになって、びんの色は緑系統の色と認
識されてしまうことになる。

【００５３】そこで、Ｂａ、ｂを基準として上述した補
正を行うと、

【００５４】

【数９】ｄＲ＝Ｂａ−Ｒａ＝２００−１００＝１００ ｄＧ＝Ｂａ−Ｇａ＝２００−１８０＝２０ となり、これにより、

【００５５】

【数１０】 ｄｒ＝ｄＲ×ｒ／Ｒａ＝１００×５０／１００＝５０ ｄｇ＝ｄＧ×ｇ／Ｇａ＝２０×７２／１８０＝８ となる。よって、補正後の値は、

【００５６】

【数１１】ｒ_new ＝ｒ＋ｄｒ＝５０＋５０＝１００ ｇ_new ＝ｇ＋ｄｇ＝７２＋８＝８０ ｂ_new ＝ｂ＝６０ となり、びんの色は赤系統の色と認識される。

【００５７】次に、基準とされたｂに対するｒ_new とｇ
_new の輝度比ｒ_new ／ｂ、ｇ_new ／ｂをそれぞれ求め、
この値を図４に示す輝度比座標にあてはめてびん色を決
定する。

【００５８】なお、本例ではＢを基準にして説明した
が、Ｒ、もくしはＧを基準にして上述した補正を行って
も同様の結果が得られる。

【００５９】

【発明の効果】以上述べたように、本発明のびん色認識
方法によれば、びんが所定の位置にきたことを検知器が
検知し、この検知したびんを透過した透過光を読み取
り、読み取った透過光の画像データから、輝度のレベル
に基づいてラベル等の付着していない部分をびん色を認
識すべき部分の画像データとして抽出し、その抽出した
画像データに基づいて色を認識することで、びんのラベ
ル等の影響をうけず、びん色の認識を精度よく行うこと
ができる。

【００６０】また、請求項２の装置によれば、暗室内で
びんの透過光を読み取るため、ノイズ光がなく、びん色
の認識精度をさらに良くすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るびんの色認識方法を適用したびん
の色選別システムの概略構成を示す側面図である。

【図２】本発明に係るびんの色認識方法を適用したびん
の色選別システムの概略構成を示す平面図である。

【図３】びんを透過した透過光の画像データを示す図で
ある。

【図４】びんの色認識用輝度比座標図である。

【図５】びん色を認識する際の動作を示すフローチャー
トである。

【符号の説明】

２ 色認識装置 ２１ カメラ（撮像装置） ２２ 制御装置 ２３ 照明装置 ２４ カバー体 ２５ センサ（検出器）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 平田 光明 神奈川県横浜市鶴見区尻手３丁目２番43号 新明和工業株式会社特装車事業部内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 照明装置からびんに光りを照射し、その
   透過光を利用してびんの色を認識するびん色認識方法に
   おいて、 びんが所定の位置にきたことを検知器が検知し、 この検知したびんの透過光を撮像装置で読み取り、 読み取った透過光の画像データから、輝度のレベルに基
   づいてラベル等の付着していない部分をびん色を認識す
   べき部分の画像データとして抽出し、 その抽出した画像データに基づいて色を認識することを
   特徴とするびん色認識方法。
2. 【請求項２】 照明装置からびんに光りを照射し、その
   透過光を利用してびんの色を認識するびん色認識装置に
   おいて、 びんが所定の位置にきたことを検知する検知器と、 上記所定の位置においてびんに光を照射する照明装置
   と、 該照明装置から照射された光をびんを介して撮像する撮
   像装置と、 上記撮像装置により撮像された画像データから、輝度の
   レベルに基づいてびん色を認識すべき部分を抽出し、そ
   の抽出した画像データに基づいて色を認識する制御装置
   とを備え、 前記照明装置から照射された光を撮像装置によりびんを
   介して撮像するステーションが暗室に構成されたことを
   特徴とするびん色認識装置。