JPH07209087A - びんの色認識装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】びん色の濃淡、及び照明装置の照度劣化等に左
右されることなく、最適な状態で画像信号を取り込むこ
とができ、びん色の認識を精度よく行うことができるび
んの色認識装置を提供する。 【構成】びんを一本ずつ搬送するコンベアと、このびん
を照明装置で照射し、カメラで撮像した透過光または反
射光の画像信号に基づいて画像処理部によりびんを色認
識する色認識部と、認識した色に基づいて制御部を介し
てびんを選別する選別部とを備え、画像処理部は、取り
込んだ画像信号の中からびんを透過した部分の輝度を測
定する測定手段Ｓ３と、輝度が適性範囲内にあるか否か
を判断する判断手段Ｓ４と、判断手段による判断の結
果、適性範囲内にあればその画像信号に基づいてびんの
色を認識する認識手段Ｓ７と、適性範囲内になければ適
性範囲内の輝度が得られるように制御部を介して照明装
置に照度の変更を指示する指示手段Ｓ５，Ｓ６とを含ん
でなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、透過光または反射光に
基づいてびんの色を認識するびんの色認識装置に関す
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、例えば特開平５−２７７４４７号公報のような
装置がある。この装置は、びんをサイズ別に振り分けた
後、整列し、そしてびんの色を色認識手段により認識
し、色別にびんを選別回収するものである。

【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をカメラで撮像し、撮像した透過光
に基づいてびん色を認識することで、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】ところで、上記透過光
等を利用したびんの色認識装置が、びんの自動選別装置
に組み込まれるのであるが、びんには色の濃淡の異なる
各種のものがあり、これらのびんに照明装置により同じ
明るさで照射しても、カメラで撮像される透過光等の輝
度レベルにばらつきが生じる。このように輝度レベルに
ばらつきがあると、輝度レベルが適性でない画像信号を
取り込んでびんの色認識を行う場合があり、びんの色認
識を正確に行うことができず、選別精度の低下を招くと
いう問題があった。

【０００５】また、照明装置の照度は、常に一定である
とは限らず、何らかの不具合で電圧値が変化するとその
照度が変わるとともに、長期的な使用により照度劣化を
起こすこともあり、このような場合においても上述と同
様に、びんの色認識を正確に行うことができず、選別精
度の低下を招くという問題があった。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１記載の
びん色認識装置は、びんを一本ずつ搬送するコンベア
と、該コンベアにより搬送されたびんを照度が可変な照
明装置で照射し、その透過光または反射光をカメラで撮
像し、この撮像した画像信号に基づいて画像処理部によ
りびんを色認識する色認識部と、認識した色に基づいて
制御部を介してびんを選別する選別部とを備え、上記画
像処理部は、取り込んだ画像信号の中からびんを透過し
たまたは反射した部分の輝度を測定する測定手段と、該
輝度が適性範囲内にあるか否かを判断する判断手段と、
該判断手段による判断の結果、適性範囲内にあればその
画像信号に基づいてびんの色を認識する認識手段と、適
性範囲内になければ適性範囲内の輝度が得られるように
制御部を介して上記照明装置に照度の変更を指示する指
示手段とを含んでなるものである。

【０００７】本発明の請求項２記載のびん色認識装置
は、びんを一本ずつ搬送するコンベアと、該コンベアに
より搬送されたびんを照明装置で照射し、その透過光ま
たは反射光を減光フィルタ装置を介してカメラで撮像
し、この撮像した画像信号に基づいて画像処理部により
びんを色認識する色認識部と、認識した色に基づいて制
御部を介してびんを選別する選別部とを備え、上記画像
処理部は、取り込んだ画像信号の中からびんを透過した
または反射した部分の輝度を測定する測定手段と、該輝
度が適性範囲内にあるか否かを判断する判断手段と、該
判断手段による判断の結果、適性範囲内にあればその画
像信号に基づいてびんの色を認識する認識手段と、適性
範囲内になければ適性範囲内の輝度が得られるように制
御部を介して上記減光フィルタ装置の開度の変更を指示
する指示手段とを含んでなるものである。

【０００８】

【作用】本発明の請求項１記載のびんの色認識装置で
は、判断手段により測定手段で測定した輝度が適性範囲
内にあるか否かを判断し、適性範囲内になければ指示手
段により適性範囲内の輝度が得られるように照明装置に
照度の変更を指示し、輝度が適性範囲内にある状態でそ
の画像信号に基づいて認識手段によりびんの色を認識す
る。

【０００９】また、本発明の請求項２記載のびんの色認
識装置では、判断手段により測定手段で測定した輝度が
適性範囲内にあるか否かを判断し、適性範囲内になけれ
ば指示手段により適性範囲内の輝度が得られるように減
光フィルタ装置の開度の変更を指示し、輝度が適性範囲
内にある状態でその画像信号に基づいて認識手段により
びんの色を認識する。

【００１０】

【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。

【００１１】図１は、本発明に係る請求項１記載のびん
色認識装置の概略構成を示している。

【００１２】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部２を経て選別部３に搬送
するものである。

【００１３】上記搬送コンベア１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、該びんを一本ずつ搬送コンベア１に搬入してい
る。

【００１４】前記色認識部２は、搬送コンベア１の途中
部の一側方に設置されており、搬送コンベア１上を流れ
るびんに光を照射する照明装置２１と、該照明装置２１
と対峙する搬送コンベア１の他側方に設けられ照明装置
２１から照射された光をびんを介して撮像するカメラ２
２と、該カメラ２２で撮像された画像を処理してこのび
んの色を認識する画像処理部２３とから構成されてい
る。すなわち、この実施例における色認識部２は、びん
の透過光を利用した画像処理方式であるが、反射光を利
用するものであってもよい。

【００１５】前記照明装置２１は、その照度が可変に構
成されている。

【００１６】また、前記照明装置２１及びカメラ２２は
図示しないカバー体内に設置されている。このカバー体
により内部は暗室を形成し、この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。

【００１７】前記画像処理部２３は、カメラ２２で撮像
された画像を画像信号として取り込み、この画像信号に
基づいてその透過光の持つ三原色の各輝度ｒ（赤）、ｇ
（緑）、ｂ（青）を解析してびんの色を認識する。この
認識結果は制御部２４に出力され、制御部２４では認識
結果に基づいて選別部３に選別信号を出力する。

【００１８】制御部２４は、上述した選別部３の選別制
御の他、装置全体の作動制御、例えば搬送コンベア１の
作動制御等を行う。

【００１９】前記色認識部２の上流側には、搬送コンベ
ア１上を流れるびんがこの位置に達したことを検知する
検知センサ２５が設けられている。

【００２０】検知センサ２５は、例えば、光電管、フォ
トダイオード、フォトトランジスタ、ＣｄＳなどの光セ
ンサ等が用いられており、例えば投光器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。この検知信号は前記制御部２４に入力
される。

【００２１】前記選別部３は、搬送コンベア１の下流側
に設置され、前記画像処理部２３によるびん色の認識結
果に基づいて制御部２４から選別信号が出力され、この
選別信号に従って各びんを適宜な振り分け手段３５によ
って各回収部３１〜３４に回収していく。

【００２２】回収部３１〜３４は、例えば、図１に示す
左から黒色のびんを回収する第１回収部３１、茶色のび
んを回収する第２回収部３２、濃い緑色のびんを回収す
る第３回収部３３、無色のびんを回収する第４回収部３
４になされており、４種類のびんが回収可能に構成され
ている。なお、回収部の数は本例に限定されるものでな
く、選別に必要な数を設ければよい。

【００２３】また、前記振り分け手段３５としては、各
第１〜第４回収部３１〜３４にプッシャを設け、制御部
２４の選別信号に基づいて対応するプッシャを作動させ
ることで、びんを強制的に対応する第１〜第４回収部３
１〜３４に押し込みびんを選別するものや、搬送コンベ
ア１の上面に張り出し、この搬送コンベア１上を流れる
びんを各第１〜第４回収部３１〜３４に導くガイド部材
を設けたものなどが用いられる。

【００２４】従って、画像処理部２３によって搬送コン
ベア１上を流れるびんを例えば黒色であると認識すれ
ば、この黒色と判別されたびんを振り分け手段３５によ
り第１回収部３１に払い出して回収する。

【００２５】また、搬送コンベア１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、搬送コンベア１によりびんとともに搬送され
てきたごみや前記選別の対象とならないびんが収容され
る。

【００２６】次に、このように構成されたびんの色認識
装置の動作について図２のフローチャートを参照しなが
ら説明する。

【００２７】色認識するびんが搬送コンベア１により色
認識部２の手前まで搬送されてくると、検知センサ２５
がびんを検知し（ステップＳ１）、この検知信号に基づ
き制御部２４から画像処理部２３に画像処理の指令信号
を出力し、びんがカメラ２２による撮像位置に到達する
タイミングに合わせて、該画像処理部２３によりカメラ
２２で撮像したびんの画像信号を取り込む（ステップＳ
２）。

【００２８】この画像信号は、図３の上段に示すように
搬送コンベア１の上面から高さＨに位置する走査ライン
上の信号であり、この画像信号から図３の下段に示すよ
うな輝度分布が得られる。

【００２９】ステップＳ３では、この輝度分布におい
て、びんを透過した部分、すなわちＢ〜Ｃの部分がラベ
ルＺの部分を透過した透過光であるためこの部分を除
き、Ａ〜ＢとＣ〜Ｄの部分において輝度Ｌｘを測定する
（測定手段）。

【００３０】そして、ステップＳ４では、上記輝度Ｌｘ
が適性範囲内にあるか否かを判断する（判断手段）。こ
の適性範囲は、予め装置の感度等を考慮して設定されて
おり、図３に示すローレベルＬＬからハイレベルＬＨに
なされている。

【００３１】この結果、輝度Ｌｘが適性範囲外であり輝
度ＬｘがハイレベルＬＨよりも高い場合にはステップＳ
５に進み、適性範囲内の輝度Ｌｘが得られるように画像
処理部２３から制御部２４を介して照明装置２１に指示
信号を出力して該照明装置２１の照度を下げる（指示手
段）。この後、ステップＳ２に戻り、照度を下げた照明
装置２１によるびんの透過光を再び撮像して画像信号を
取り込む。

【００３２】また、輝度Ｌｘが適性範囲外であり輝度Ｌ
ｘがローレベルＬＬよりも低い場合にはステップＳ６に
進み、適性範囲内の輝度Ｌｘが得られるように照明装置
２１に指示信号を出力して該照明装置２１の照度を上げ
る（指示手段）。この後、ステップＳ２に戻り、照度を
上げた照明装置２１によるびんの透過光を再び撮像して
画像信号を取り込む。

【００３３】そして、輝度ＬｘがローレベルＬＬからハ
イレベルＬＨ間の適性範囲内にあれば、ステップＳ７
で、画像処理部２３により適性範囲内にある画像信号に
基づいてその透過光の持つ三原色の各輝度ｒ、ｇ、ｂを
解析し、これらｒ、ｇ、ｂの輝度のうち、何れか１つの
輝度を基準とする輝度比、例えば、ｂを基準した場合に
は、ｂに対するｒとｇの輝度比、ｒ／ｂ、ｇ／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
びん色を認識する（認識手段）。

【００３４】この輝度比座標は、ｂを基準にしたｒとｇ
の輝度比に基づく分布図が経験的に求められており、こ
れが予めデータテーブルとして画像処理部２３に記憶さ
れている。

【００３５】なお、本例ではｂを基準にしたｒとｇの輝
度比からびん色を認識するようにしたが、ｒもくしはｇ
を基準にしてびんの色を認識するようにしてもよい。ま
た、認識手段は上記のような方法に限らず、各輝度ｒ、
ｇ、ｂに基づいてびんの色認識を行うものであればなん
でもよい。

【００３６】この後、画像処理部２３から上記認識結果
を制御部２４に出力し、該認識結果に基づいて制御部２
４から選別信号を出力してびんを色別に各回収部３１〜
３４に選別回収する（ステップＳ８）。

【００３７】以上のようなステップＳ１〜Ｓ８を搬送コ
ンベア１で搬送されてくるすべてのびんについて実行す
る（ステップＳ９）。

【００３８】図５は、本発明の請求項２に記載のびんの
色認識装置の概略構成を示している。

【００３９】このびんの色認識装置は、搬送コンベア１
とカメラ２２との間に減光フィルタ装置２６を配設し、
照明装置２１の照射光を減光フィルタ装置２６を介して
取り込むものである。なお、減光フィルタ装置２６は、
照明装置２１と搬送コンベア１との間に配置してもよ
い。

【００４０】減光フィルタ装置２６は、例えば、通過面
に液晶を配置し、印加電圧を変えることで通過面の濃淡
を変更するように構成したフィルタが用いられており、
通過面の濃淡を変更することでこの減光フィルタ装置２
６の開度を変更することができる。

【００４１】従って、照明装置２１は、前述した請求項
１に係るびんの色認識装置の照明装置のように照度を可
変にする必要はない。

【００４２】なお、他の構成は、前述したびんの色認識
装置の構成と同様であり、同部材には同符号を付し説明
は省略する。

【００４３】次に、このように構成されたびんの色認識
装置の動作について図６のフローチャートを参照しなが
ら説明する。

【００４４】ステップＳ１１〜Ｓ１３では、前述した実
施例と同様にびんを検知センサ２５が検知し、この検知
信号に基づき画像処理部２３によりカメラ２２で撮像し
たびんの画像信号を取り込み、Ａ〜ＢとＣ〜Ｄの部分に
おいて輝度Ｌｘを測定する。

【００４５】そして、ステップＳ１４で、上記輝度Ｌｘ
が適性範囲内にあるか否かを判断すする（判断手段）。
輝度Ｌｘが適性範囲外であり輝度ＬｘがハイレベルＬＨ
よりも高い場合にはステップＳ１５に進み、適性範囲内
の輝度Ｌｘが得られるように画像処理部２３から制御部
２４を介して減光フィルタ装置２６に指示信号を出力し
て減光フィルタ装置２６の開度を下げる（指示手段）。
これにより減光フィルタ装置２６を通過した照射光は暗
くなる。この後、ステップＳ１２に戻り、上記状態の照
射光によるびんの透過光を再び撮像して画像信号を取り
込む。

【００４６】また、輝度Ｌｘが適性範囲外であり輝度Ｌ
ｘがローレベルＬＬよりも低い場合にはステップＳ１６
に進み、適性範囲内の輝度Ｌｘが得られるように画像処
理部２３から減光フィルタ装置２６に指示信号を出力し
て減光フィルタ装置２６の開度を上げる（指示手段）。
これにより減光フィルタ装置２６を通過した照射光は明
るくなる。この後、ステップＳ１２に戻り、上記状態の
照射光によるびんの透過光を再び撮像して画像信号を取
り込む。

【００４７】そして、輝度ＬｘがローレベルＬＬからハ
イレベルＬＨ間の適性範囲内にあれば、ステップＳ１７
で、画像処理部２３により適性範囲内にある画像信号に
基づいて前述した実施例と同様にびん色を認識する（認
識手段）。

【００４８】この後、画像処理部２３から上記認識結果
を制御部２４に出力し、該認識結果に基づいて制御部２
４から選別信号を出力してびんを色別に各回収部３１〜
３４に選別回収する（ステップＳ１８）。

【００４９】以上のようなステップＳ１１〜Ｓ１８を搬
送コンベア１で搬送されてくるすべてのびんについて実
行する（ステップＳ１９）。

【００５０】

【発明の効果】以上述べたように、本発明の請求項１記
載のびんの色認識装置によれば、判断手段により測定手
段で測定した輝度が適性範囲内にあるか否かを判断し、
適性範囲内になければ指示手段により適性範囲内の輝度
が得られるように照明装置に照度の変更を指示し、輝度
が適性範囲内にある状態でその画像信号に基づいて認識
手段によりびんの色を認識するため、びんの色の濃淡、
並びに照明装置の照度劣化等に左右されることなく、そ
れぞれ最適な状態で画像信号を取り込むことができ、び
ん色の認識を精度よく行うことができる。

【００５１】本発明の請求項２記載のびんの色認識装置
によれば、判断手段により測定手段で測定した輝度が適
性範囲内にあるか否かを判断し、適性範囲内になければ
指示手段により適性範囲内の輝度が得られるように減光
フィルタ装置の開度の変更を指示し、輝度が適性範囲内
にある状態でその画像信号に基づいて認識手段によりび
んの色を認識するため、びんの色の濃淡、並びに照明装
置の照度劣化等に左右されることなく、それぞれ最適な
状態で画像信号を取り込むことができ、びん色の認識を
精度よく行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る請求項１記載のびんの色認識装置
の概略構成を示す平面図である。

【図２】本発明に係る請求項１記載のびんの色認識装置
を説明するフローチャートである。

【図３】びんを透過した透過光のデータを示す図であ
る。

【図４】びんを認識する際に使用する輝度比座標図であ
る。

【図５】本発明に係る請求項２記載のびんの色認識装置
の概略構成を示す平面図である。

【図６】本発明に係る請求項２記載のびんの色認識装置
を説明するフローチャートである。

【符号の説明】

１ 搬送コンベア ２ 色認識部 ２１ 照明装置 ２２ カメラ ２３ 画像処理部 ２４ 制御部 ２６ 減光フィルタ装置 ３ 選別部

フロントページの続き (72)発明者 平田 光明 兵庫県小野市匠台30番地 新明和工業株式 会社環境システム事業部内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 びんを一本ずつ搬送するコンベアと、該
   コンベアにより搬送されたびんを照度が可変な照明装置
   で照射し、その透過光または反射光をカメラで撮像し、
   この撮像した画像信号に基づいて画像処理部によりびん
   を色認識する色認識部と、認識した色に基づいて制御部
   を介してびんを選別する選別部とを備え、 上記画像処理部は、取り込んだ画像信号の中からびんを
   透過したまたは反射した部分の輝度を測定する測定手段
   と、該輝度が適性範囲内にあるか否かを判断する判断手
   段と、該判断手段による判断の結果、適性範囲内にあれ
   ばその画像信号に基づいてびんの色を認識する認識手段
   と、適性範囲内になければ適性範囲内の輝度が得られる
   ように制御部を介して上記照明装置に照度の変更を指示
   する指示手段とを含んでなることを特徴とするびんの色
   認識装置。
2. 【請求項２】 びんを一本ずつ搬送するコンベアと、該
   コンベアにより搬送されたびんを照明装置で照射し、そ
   の透過光または反射光を減光フィルタ装置を介してカメ
   ラで撮像し、この撮像した画像信号に基づいて画像処理
   部によりびんを色認識する色認識部と、認識した色に基
   づいて制御部を介してびんを選別する選別部とを備え、 上記画像処理部は、取り込んだ画像信号の中からびんを
   透過したまたは反射した部分の輝度を測定する測定手段
   と、該輝度が適性範囲内にあるか否かを判断する判断手
   段と、該判断手段による判断の結果、適性範囲内にあれ
   ばその画像信号に基づいてびんの色を認識する認識手段
   と、適性範囲内になければ適性範囲内の輝度が得られる
   ように制御部を介して上記減光フィルタ装置の開度の変
   更を指示する指示手段とを含んでなることを特徴とする
   びんの色認識装置。