JPH0739824A - 骨材生産装置における骨材製品の選別装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 搬送手段を移動中の木片などが混入した骨材
製品の形状を認識する画像処理を行って、自動選別さ
せ、骨材製品に木片などが混入されることを有効に防止
できる「骨材生産装置における骨材製品の選別装置」を
提供することを目的とする。 【構成】 骨材生産装置における木片などを混入した骨
材製品の選別装置であって、骨材生産装置の搬送手段に
おける前記骨材製品の移動方向に対して垂直に骨材製品
を撮像するための撮像手段と、前記撮像手段から得られ
た画像信号を処理して特徴抽出を行い特徴量を基準値と
比較して判定する画像信号処理装置と、を具備し骨材製
品における木片などの混入を検出して選別することを特
徴としている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、骨材生産装置における
骨材製品の選別装置に関し、特に木片などを混入した骨
材製品を自動選別するための選別装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図６は、従来例の骨材生産装置の一例を
示す系統図である。骨材生産装置１０は、原石供給機１
２、破砕機１４、中間槽１６、一次ふるい分け機１８、
二次ふるい分け機２０、製品槽２２などにより構成され
ている。２４′は、破砕機１４と中間槽１６との間にお
ける輸送手段、２６′は一次ふるい分け機１８、二次ふ
るい分け機２０と製品槽２２との間における輸送手段を
夫々しめし、例えば、ベルトコンベヤなどが使用されて
いる。骨材生産装置１０において原石を処理して骨材製
品を生産するにさいし、原石には、採掘地の状態に支配
されることではあるが、表土、木根、木片などが混入さ
れて原石供給機１２に投入され、引続き破砕、ふるい分
け操作が行われて木片などが混入した骨材製品となって
製品槽２２に貯蔵されることがある。木片などが混入し
た骨材製品は、コンクリート製造などにさいしコンクリ
ート強度を低下させることになるので、木片などが混入
されていない骨材製品とするよう配慮されている。

【０００３】また、骨材生産装置１０における骨材製品
の生産工程において、木片などの混入により、破砕機１
４内における原石閉塞、ベルトコンベヤ２４′、２６′
のシュート部などにおける骨材の堆積や堆積成長に伴う
コンベヤベルトの切断などの発生により生産に支障を与
えることとなる。一方、骨材生産装置１０における骨材
生産の状況を監視するために、とくに破砕機１４に供給
される原石の供給状況を監視して供給制御を行う原石供
給監視装置が提案されている（実開昭６２−２７７４７
号公報）。現状の骨材生産装置では木片などの混入のな
い原石を用いた骨材生産の運用が主体であり、特に木片
分離装置などを設置していないのが一般である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、木片などと
骨材との比重差を利用して水中に選別する木片分離装置
では、用水の確保、処理能力の向上など装置、運用上に
て充分でないので好ましくない。また、木片などを手選
にて選別する方式では、労働環境，安全性，夜間作業の
困難性などのために好ましくない。上記の公知技術文献
（実開昭６２−２７７４号）に記載の装置は、破砕機に
供給される原石の供給状況を監視して供給制御を行うも
のであるが、木材などの混入の監視ならびに自動選別を
行うことができないので、木片などが混入された骨材製
品が生産される虞れがある。

【０００５】本発明は、上述した従来技術の問題点を解
決するためになされたものであり、搬送手段を移動中の
木片などが混入した骨材製品の形状を認識する画像処理
を行って選別制御機構を操作して骨材製品の移動方向を
変換させることにより自動選別を行い、骨材製品に木片
などが混入されることを有効に防止できる骨材生産装置
における骨材製品の選別装置を提供することを目的とす
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めに、本発明では、骨材生産装置の搬送手段における前
記骨材製品の移動方向に対して垂直に骨材製品を撮像す
るための撮像手段と、前記撮像手段から得られた画像信
号を処理して特徴抽出を行い、特徴量を基準値と比較し
て判定する画像信号処理装置と、を具備し骨材製品にお
ける木片などの混入を検出して選別することを特徴と
し、また、前記搬送手段は可動自在な可動部材を介して
複数に配設されるとともに、前記画像信号回路は選別制
御機構に接続され、画像信号回路からの検出信号は選別
制御機構により前記可動部材を下方に開放させて、骨材
製品の移動方向を変換させることにより骨材製品を選別
することを特徴とし、さらに、前記搬送手段は前記撮像
手段の撮像位置よりも上流側に骨材製品を湿潤させるた
めの散水手段を備えたことを特徴とするものである。

【０００７】

【作用】このようにすれば、供給された原石を破砕機に
より破砕して搬送手段で移動中の木片などが混入した骨
材製品の形状を撮像し、得られた画像信号を画像処理し
て特徴量を基準値と比較判定し、木片などの混入を検出
した場合には、選別制御機構が操作されて骨材製品の移
動方向を変換させ、上記骨材製品はバイパス系統に移動
され、さらに、木片などの混入を検出しない場合には選
別制御機構が操作されて骨材製品の移動方向は正規方向
に指向され、上記骨材製品は主系統に移動されることに
より骨材製品を自動選別し、骨材製品に木片などが混入
されることを有効に防止できる。

【０００８】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例につい
て説明する。図１は、本発明の一実施例を示す骨材製品
の選別装置の系統図、図２は、同画像信号処理装置の回
路図、図３は図２の動作の一例を示すフローチャート、
図４は、図２の動作の一例を示すタイムチャート、図５
は、骨材の波長と反射率との関係を示す特性図である。
図１に示すように、骨材製品の選別装置は、図６に示し
た骨材生産装置１０に適用して改良したものであって、
上記実施例に比して異るところは、搬送手段２４′、ま
たは２６′を搬送手段２４ａ，２４ｂまたは２６ａ，２
６ｂ（図示しない）としており、本実施例においては搬
送手段２４ａ，２４ｂについて説明する。

【０００９】骨材製品の選別装置は、骨材製品における
木片などの混入を検出する画像信号処理装置３４、搬送
手段２４ａ，２４ｂと可動部材５８、選別制御機構５４
とに大別して構成されている。搬送手段２４ａ，２４ｂ
は夫々区分されて中間部に可動自在な可動部材５８が配
設され、木片などを混入した骨材製品は搬送手段２４
ａ、可動部材５８、搬送手段２４ｂと順次移動して次工
程へ搬送される。搬送手段２４ａにおける前記骨材製品
の移動方向Ａに対して垂直に骨材製品を撮像するための
撮像手段２８、例えばＣＣＤカメラなどが設けられ、光
源３０からの入射光を照射して視野角θのもとで撮像
し、搬送手段２４ａ上部に積載された骨材製品の全幅に
わたる走査面が形成されている。搬送手段２４ａの上方
には散水手段３２が設けられ、撮像手段２８の撮像位置
２９よりも上流側に位置されて骨材製品に散水し、湿潤
状態にさせてから撮像位置２９を通過させている。

【００１０】前記撮像手段２８により撮像して得られた
画像信号３３は画像信号処理装置３４により画像処理を
行い、骨材製品における木片などの混入の有無を検出、
判定し、これら判定信号５３は選別制御機構５４に入力
されて、可動部材５８の開閉位置を切換える。かくして
木材などの混入を検出した場合には可動部材５８を下方
に開放させて骨材製品の移動方向を変換させ、上記骨材
製品は搬送手段２４ａから可動部材５８を経てバイパス
系統５９にＣ方向を指向して移動される。また、木材な
どの混入を検出しなかった場合には可動部５８を点線に
て示すごとく閉鎖させて骨材製品の移動方向は正規方向
Ｂに指向され、上記骨材製品は搬送手段２４ａから可動
部材５８を経て搬送手段２４ｂにより次工程へと主系統
に移動されることにより骨材製品の自動選別がなされ、
主系統における骨材製品には木片などが混入されること
が有効に防止できる。

【００１１】図２において、画像信号処理装置３６は、
画像処理部３６およびＣＰＵ部３８などによって構成さ
れている。撮像手段２８からの骨材製品の画像信号はＡ
／Ｄ変換されて演算回路４０に入力され、設定された２
値化しきい値のもとでの２値化や濃淡画像の濃度変換を
行って２値化画像メモリ４２、濃淡画像メモリ４６に読
込まれる。演算回路４０においては、上記２値化画像メ
モリ４２、濃淡画像メモリ４６に記憶されたデータを読
み出し、論理演算、膨張、収縮などの画像演算等がなさ
れパイプライン処理が行われる。上述した信号の入出
力、動作制御は、制御ＣＰＵ４８によって行われる。そ
して、ＣＰＵ４８をもちいた探索によって骨材粒子の輪
郭線追跡を行って、面積、長さ、などの特徴を抽出し、
木片などの特徴量を考慮した基準値との比較により、骨
材製品における木片などの混入の有無を判定する。ＣＰ
Ｕ４８はパソコン５０などの接続にされ、入出力および
応用ソフトウエアをもちいるなどして上位制御を行うこ
とができて、上記画像処理の処理速度などを増進させる
ことができる。画像処理して得られた判定信号は入出力
メモリ５２を介して選別制御機構５４へ出力される。次
に図３を参照にして、上記選別装置の画像信号処理装置
３４の作動を説明する。撮像手段２８からの画像信号３
３が入力されて、設定された２値化しきい値のもとで２
値化を行い、２値化画像の収縮を複数回行って骨材粒子
のうちの細粒部分を排除して画像を強調し、引続き、収
縮画像の膨張を複数回行って逆演算による膨張表示を行
い骨材粒子の形状認識を容易にさせている。次いでラベ
リングを行い、画面の中の同一領域に属する点に同一の
ラベルを与え、すなわち、画面内の各々の骨材粒子に対
応させて、番号付けを行っている。骨材粒子の特徴量と
しては、面積、最大長、（最大長）² ／面積の３種類を
用いている。しかし、骨材と木材とは外形形態を相異さ
せており、例えば、骨材はほゞ四角形状であるのに比し
て、木片は長方形形状を呈する相異がある。したがっ
て、上記相異に基いた特徴量であれば、上記と異る他の
特徴量であっても差支えない。例えば（周囲長）² ／面
積、最大長／最大幅なども特徴量として適用可能であ
る。

【００１２】一般に破砕処理された骨材粒子の形態は、
最大長、最大長に直角方向の辺長、辺長率などの値をも
って表示されており、上記表示に類似させて前記特徴量
が用いられている。そして、木片などを混入した原石を
破砕処理して得られた骨材粒子に混入した木片の粒度
は、岩石と木材との物性の差に起因して骨材よりも粗大
となり、さらに詳しくは（最大長）² ／面積の値が大
で、細長く粒度に差異を生じる。したがって、骨材粒子
の特徴量の基準値を定め、画像上の特徴量が基準値より
も大である場合には木片であると判定する。

【００１３】再び図３においてラベリングを行った骨材
粒子の面積を計算し、上記面積を基準値と比較して判定
し、この判定がＹＥＳのときは、選別制御機構５４には
可動部材５８の閉鎖の信号を出力するとともに、判定が
ＮＯのときは、骨材粒子の最大長を計算する。上記最大
長を基準値と比較して判定し、この判定がＹＥＳのとき
は選別制御機構５４には可動部材５８閉鎖の信号を出力
するとともに、判定がＮＯのときは、骨材粒子の（最大
長）² ／面積の値を計算する。上記（最大長）² ／面積
の値を基準値と比較して判定し、この判定がＹＥＳのと
きは選別制御機構５４には可動部材５８閉鎖の信号を出
力するとともに、判定がＮＯのときは選別制御機構５４
には可動部材５８開放の信号を出力する。

【００１４】上述した基準値は変更して設定できるもの
であり骨材生産装置における生産条件、原石性状、木片
の混入状態、破砕機などの破砕性能、骨材製品の要求品
質などの諸条件に対応して最適生産が可能となるように
設定される。

【００１５】このように本実施例においては、画像信号
３２の２値化しきい値の設定および３種の特徴量である
面積、最大長、（最大長）² ／面積の論理積により判定
を行っているので骨材製品における木片などの検出、判
定を正確にすることができて、木片などを混入した骨材
製品の自動選別を有効にすることができる。

【００１６】次に図４を参照にして、上記画像信号処理
装置３４の動作タイムを説明する。Ｓ１は、画像信号３
３であり、Ｓ２は画像処理の入力トリガ信号をしめし、
画像処理の動作を開始させている。次いで、信号Ｓ３に
よって画像の取込みが行われた後で、信号Ｓ４によって
所要時間のもとでの画像処理が行われる。Ｓ５は、判定
信号５３であり、画像処理による判定結果が出力され
る。引続き、上述したような動作が継続して行われる。

【００１７】図５に示すように、骨材、例えば石灰石の
反射率は、乾き状態と湿潤状態とによって差異がある。
一方、木片の反射率は、乾き状態と湿潤状態との差異が
僅少である特性を呈している。

【００１８】撮像にさいしては、骨材粒子群全体を撮像
しており、しかも、骨材が乾き状態である場合、反射率
が大であるので骨材粒子群全体からの放射エネルギーが
大きく、しかも粒子表面は平面ではないので骨材粒子相
互の輪郭を鮮明に撮像することができない。しかし、骨
材が湿潤状態である場合、反射率は低いので、上記骨材
粒子相互の輪郭を鮮明に撮像することができる。

【００１９】一方、木片は上述したように反射率の差異
は僅少であり、しかも、湿潤状態の骨材の反射率と相対
的差異を呈している。したがって、骨材の濃度レベルは
暗く、木材の濃度レベルは明るくなって受光されるの
で、骨材と木片とのコントラストを向上させ安定した２
値化画像を得ることができる。このような理由から、本
実施例においては撮像点２９の上流側にて散水手段３２
を用いて骨材製品に散水し、湿潤状態の骨材製品を撮像
するようにされている。

【００２０】

【発明の効果】以上説明したように本発明の骨材生産装
置における骨材製品の選別装置は、搬送手段を移動中の
木片などが混入した骨材製品の形状を認識して画像処理
を行う画像信号処理装置をはじめ選別制御機構などを備
えているので、従来の選別作業に比較して、正確な自動
選別を行うことができて、骨材製品に木片などが混入さ
れることを有効に防止できるとともに高品質の骨材を生
産できる。さらに、本発明によれば、格別な選別装置を
設置することがないので、用水の確保や排水処理などの
問題も解消できる。さらに、搬送手段に散水手段を備え
て、骨材製品を鮮明に撮像することが可能となる等、多
大な効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す骨材製品の選別装置の
系統図

【図２】同画像信号処理装置の回路図

【図３】図２の動作の一例を示すフローチャート

【図４】図２の動作の一例を示すタイムチャート

【図５】骨材の波長と反射率の関係を示す特性図

【図６】従来例の骨材生産装置の一例を示す系統図

【符号の説明】

１０ 骨材生産装置 ２４ａ，２４ｂ 搬送手段 ３２ 散水手段 ３４ 画像信号処理装置 ５４ 選別制御機構 ５８ 可動部材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０４Ｎ 7/18 Ｂ (72)発明者 長谷川 洋雄 千葉県八千代市上高野1780番地 川崎重工 業株式会社八千代工場内 (72)発明者 松浦 正憲 千葉県八千代市上高野1780番地 川崎重工 業株式会社八千代工場内 (72)発明者 豊巻 国夫 千葉県八千代市上高野1780番地 川崎重工 業株式会社八千代工場内 (72)発明者 福田 和彦 神奈川県川崎市川崎区田辺新田１番１号 富士電機株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 骨材生産装置における木片などを混入し
   た骨材製品の選別装置であって、 骨材生産装置の搬送手段における前記骨材製品の移動方
   向に対して垂直に骨材製品を撮像するための撮像手段
   と、前記撮像手段から得られた画像信号を処理して特徴
   抽出を行い、特徴量を基準値と比較して判定する画像信
   号処理装置と、を具備し骨材製品における木片などの混
   入を検出して選別することを特徴とする骨材生産装置に
   おける骨材製品の選別装置。
2. 【請求項２】 前記搬送手段は可動自在な可動部材を介
   して複数に配設されるとともに、前記画像信号処理装置
   は選別制御機構に接続され、画像信号処理装置からの検
   出信号は選別制御機構により前記可動部材を下方に開放
   させて、骨材製品の移動方向を変換させることにより骨
   材製品を選別することを特徴とする請求項１に記載の骨
   材生産装置における骨材製品の選別装置。
3. 【請求項３】 前記搬送手段は前記撮像手段の撮像位置
   よりも上流側に骨材製品を湿潤させるための散水手段を
   備えたことを特徴とする請求項１に記載の骨材生産装置
   における骨材製品の選別装置。