JPH09178141A - ゴミピットのクレーン制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ゴミピット内においてゴミ質が均等になるよ
うゴミの攪拌を行い、更に焼却炉への安定したゴミの供
給が行えるようクレーン機構を自動制御できるゴミピッ
トのクレーン制御装置を提供する。 【解決手段】 ゴミピット１から焼却炉にゴミを搬送す
るクレーン機構２と、前記クレーン機構２によるゴミの
攪拌を自動制御する自動制御機構とを備え、前記ゴミピ
ット上方にゴミから放射または反射される電磁波を検出
する電磁波検出手段４を設けて、前記自動制御機構は、
前記電磁波検出手段４より検出された電磁波の強度及び
波長情報をもとに、前記クレーン機構２の自動制御を行
うように構成してある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ゴミピットのクレ
ーン制御装置に関し、詳しくは、ゴミピットから焼却炉
にゴミを搬送するクレーン機構と、前記クレーン機構に
よる前記ゴミピット内のゴミの攪拌を自動制御する自動
制御機構とを備えてなるゴミピットのクレーン制御装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ゴミピットのクレーン制御装置
は、ゴミピット内でのクレーンバケットの位置情報をも
とにゴミを攪拌し、ゴミ投入要求を受けた時点で前記ク
レーンバケットの位置情報をもとに定められるゴミピッ
ト内の特定箇所から焼却炉にゴミを搬送するクレーン機
構と、前記クレーン機構を自動制御する自動制御機構と
から構成されていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した従来
のゴミピットのクレーン制御装置では、ゴミピット内で
のクレーンバケットの位置情報だけをもとにゴミの攪拌
を行っているため、ゴミピット内でゴミ質が均等に攪拌
されているという保証がない状態で、焼却炉にゴミが投
入されていた。この為、投入毎にゴミ質が大きく変動す
る可能性が生じ、前記クレーン機構を自動制御により運
転する場合、焼却炉での安定したゴミの燃焼の継続を困
難にする要因となっていた。更には、一時的に燃焼カロ
リーの高いゴミがまとまって焼却炉に投入された場合
は、不完全燃焼を防ぐために、焼却炉の送風装置等への
電力供給を急激に増加させる必要が生じ、安定した計画
的な電力供給を困難にする要因ともなっていた。本発明
の目的は、上述の欠点を解消し、ゴミピット内において
ゴミ質が均等になるようゴミの攪拌を行い、更に焼却炉
への安定したゴミの供給が行えるようクレーン機構を自
動制御できるゴミピットのクレーン制御装置を提供する
点にある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
の本発明によるゴミピットのクレーン制御装置の第一の
特徴構成は、特許請求の範囲の欄の請求項１に記載した
通り、ゴミピットから焼却炉にゴミを搬送するクレーン
機構と、前記クレーン機構による前記ゴミピット内のゴ
ミの攪拌を自動制御する自動制御機構とを備え、前記ゴ
ミピット内のゴミから放射または反射される電磁波を検
出する電磁波検出手段を設けて、前記自動制御機構は、
前記電磁波検出手段より検出された電磁波の強度及び波
長情報をもとに、前記クレーン機構の自動制御を行うよ
うに構成してある点にある。

【０００５】本発明によるゴミピットのクレーン制御装
置の第二の特徴構成は、特許請求の範囲の欄の請求項２
に記載した通り、上述の第一の特徴構成に加えて、前記
自動制御機構が自動制御モードとして、ゴミを前記ゴミ
ピット内で積み替える積替モードを有し、前記積替モー
ド時は通常は前記クレーン機構を位置情報に基づいて所
定のシーケンスで移動させる通常積替モードでゴミの攪
拌を行い、前記電磁波検出手段より検出された電磁波の
強度及び波長が所定の条件を満足した場合に優先的に特
定箇所のゴミの積み替えを行う優先積替モードに移行す
る点にある。

【０００６】本発明によるゴミピットのクレーン制御装
置の第三の特徴構成は、特許請求の範囲の欄の請求項３
に記載した通り、上述の第一又は第二の特徴構成に加え
て、前記電磁波検出手段が撮像装置であり、前記検出さ
れた電磁波の強度及び波長情報は、前記撮像装置のＲＧ
Ｂ出力輝度信号である点にある。

【０００７】本発明によるゴミピットのクレーン制御装
置の第四の特徴構成は、特許請求の範囲の欄の請求項４
に記載した通り、上述の第三の特徴構成に加えて、前記
ゴミピット内をその水平面で複数ゾーンに分割し、前記
撮像装置の各ＲＧＢ成分の輝度信号に対し、各ゾーン毎
の平均値と全ゾーンの平均値を求める画像処理手段を設
けて、少なくとも一つのＲＧＢ成分の輝度信号に対し、
前記各ゾーン毎の平均値と前記全ゾーンの平均値との偏
差が所定の条件を満足した場合に、所定のタイミングに
おいて前記優先積替モードに移行し、前記所定の条件を
満足したＲＧＢ成分に対し、最大平均輝度と最小平均輝
度を有する二つのゾーン間で優先的に攪拌操作を行うよ
う前記クレーン機構を自動制御する点にある。

【０００８】本発明によるゴミピットのクレーン制御装
置の第五の特徴構成は、特許請求の範囲の欄の請求項５
に記載した通り、上述の第四の特徴構成に加えて、前記
画像処理手段に、前記各ＲＧＢ成分の輝度信号に対し、
前記各ゾーンの平均値を標本値とする標準偏差を求め、
更に各ゾーン毎の平均値と全ゾーンの平均値の偏差の絶
対値を前記標準偏差で正規化した正規化偏差値を求める
手段を追加し、前記優先積替モードに移行するための前
記所定の条件を満足したＲＧＢ成分が複数の場合に、前
記正規化偏差値の最大値を有するＲＧＢ成分に対応する
最大平均輝度と最小平均輝度を有する二つのゾーン間で
優先的に攪拌操作を行うよう前記クレーン機構を自動制
御する点にある。

【０００９】本発明によるゴミピットのクレーン制御装
置の第六の特徴構成は、特許請求の範囲の欄の請求項６
に記載した通り、上述の第五の特徴構成に加えて、前記
クレーン機構が複数台設けられ、前記優先積替モードに
移行するための前記所定の条件を満足したＲＧＢ成分が
複数の場合に、前記正規化偏差値の大きいＲＧＢ成分か
ら優先的に前記クレーン機構を一台ずつ割当て、前記優
先積替モードに移行するための前記所定の条件を満足し
たＲＧＢ成分に対応する最大平均輝度と最小平均輝度を
有する二つのゾーン間で優先的に攪拌操作を行うよう前
記クレーン機構を自動制御する点にある。

【００１０】本発明によるゴミピットのクレーン制御装
置の第七の特徴構成は、特許請求の範囲の欄の請求項７
に記載した通り、上述の第四から第六のいづれかの特徴
構成に加えて、前記ゴミピットから前記焼却炉にゴミを
搬送する場合、各ＲＧＢ成分の輝度信号に対し、前記各
ゾーン毎の平均値と前記全ゾーンの平均値との偏差が所
定の条件を満足するゾーンから、ゴミを前記焼却炉に搬
送するよう前記クレーン機構を自動制御する点にある。

【００１１】以下に作用を説明する。第一の特徴構成に
よれば、ゴミから放射または反射される電磁波、例えば
可視光や赤外線等を電磁波検出手段により検出すること
で、検出された電磁波の強度及び波長情報から特定領域
内のゴミ質のその他の領域との相対的な差異が把握でき
るため、前記電磁波検出手段を設けることで、ゴミピッ
ト内でゴミ質が均等になっているかを判断しながらクレ
ーン機構の自動制御ができるのである。第二の特徴構成
によれば、ゴミピット内へ特定種類のゴミがまとまって
搬入された後で、位置情報に基づいて所定のシーケンス
でクレーン機構を移動させて行う通常積替モードのゴミ
の攪拌だけでは、ゴミ質がゴミピット内で十分に均等に
はならないところを、前記電磁波検出手段によりゴミ質
がゴミピット内で相対的に異質である箇所を特定し、優
先積替モードとして、その特定箇所のゴミを優先的に攪
拌することにより、極めて早期にゴミピット全体のゴミ
質を均等にできるのである。第三の特徴構成によれば、
ゴミピット内へ搬入されたゴミで同系色の色を発するゴ
ミは同程度の燃焼カロリーを有するものと判断できるこ
とから、前記電磁波検出手段として産業用テレビカメラ
等の撮像装置を使用して、前記ゴミの色情報を前記撮像
装置のＲＧＢ出力輝度信号としてＲＧＢ三原色に分離し
て抽出することで、前記燃焼カロリーのゴミピット内で
の分散状況が把握でき、ゴミの燃焼カロリーの均等化を
容易に図ることができ、更には、安定且つクリーンなゴ
ミの燃焼の継続が実現できるのである。第四の特徴構成
によれば、前記ＲＧＢ出力輝度信号の簡単な演算処理に
より、前記優先積替モードへの移行が判断でき、優先的
にゴミの攪拌を行うべき場所の特定ができるのである。
第五の特徴構成によれば、複数のＲＧＢ成分上でゴミ質
の不均等な分散が検出された場合においても、前記ＲＧ
Ｂ出力輝度信号の簡単な演算処理で、前記優先積替モー
ドへの移行が判断でき、優先的にゴミの攪拌を行うべき
場所の特定ができるのである。第六の特徴構成によれ
ば、クレーン機構が複数台設けられている場合において
も、前記ＲＧＢ出力輝度信号の簡単な演算処理で、前記
優先積替モードで自動制御されるべきクレーン機構の割
当てができるのである。第七の特徴構成によれば、前記
ＲＧＢ出力輝度信号の簡単な演算処理で、常にゴミピッ
ト内において最も平均的なゴミ質のゴミを焼却炉に投入
することができ、結果として、安定且つクリーンなゴミ
の燃焼の継続がより良く実現できるのである。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。

【００１３】図１及び図２に示すように、都市ゴミ用の
焼却施設は、ゴミ搬送車２０により回収されたゴミが長
手方向一側部に設けた複数のゴミ投入扉１ａから投入さ
れる単一のゴミピット１と、前記ゴミピット１の長手方
向であって、前記ゴミ投入扉１ａと対向する側部に沿っ
て並設されたゴミ焼却炉１０と、ゴミピット１に集積さ
れたゴミをゴミ焼却炉１０のゴミホッパ１１に搬送する
二台のクレーン機構２と前記ゴミピット１上部に撮像装
置としての産業用テレビカメラ４ａ等を備えて構成して
ある。

【００１４】各クレーン機構２は、前記ゴミピット１の
長手方向に沿って上方空間に設けられた横フレーム１ｂ
に走行用のモータＭ１により駆動される車輪を介して前
記ゴミピット１の長手方向に沿って走行自在に横架され
た第一走行車台２ａと、同じく横行き用のモータＭ２で
駆動される車輪を介して前記ゴミピット１の長手方向と
直交する方向に走行自在に第一走行車台２ａに載置され
た第二走行車台２ｂと、第二走行車台２ｂに昇降用のモ
ータＭ３で駆動される巻き上げ下げ自在な昇降機構２ｃ
を介して吊り下げ支持されたバケット機構２ｄとで構成
してある。

【００１５】図３に示すように、前記ゴミピット１を、
その水平面において格子状に前記バケット機構２ｄの作
業範囲に対応した面積のゾーンｒに分割し、更に、前記
ゾーンｒをゴミ搬送車により回収されたゴミを受け入れ
る受入ゾーン群Ａと、受け入れられたゴミを積み上げる
積上ゾーン群Ｂと、ゴミを前記焼却炉１０に搬送する投
入ゾーン群Ｃの三ゾーン群に分類し、各クレーン機構２
は、前記ゾーンｒを作業単位として自動制御されるよう
に構成してある。

【００１６】図４に示すように、上述した二台のクレー
ン機構２には、各モータに連動してパルス信号を発する
エンコーダＥ１，Ｅ２が設置されており、係るエンコー
ダの出力信号に基づいて第一走行車台２ａ及び第二走行
車台２ｂを走行させることにより、バケット機構２ｄを
所望の位置に移動させた後、ゴミの投入、攪拌、積替と
いった各作業を制御するコンピュータ利用の自動制御機
構３を設けてクレーン制御装置を構成してある。前記自
動制御機構３は、各クレーン機構２との間で制御信号の
入出力制御を行うインターフェース部３ｂと、インター
フェース部３ｂを介して各クレーン機構２を所定位置に
移動させ、投入、攪拌、積替等の各種作業を実行させる
主制御部３ｃと、データ管理や各種の演算処理を行うメ
モリ回路３ａと、前記産業用テレビカメラ４ａからのゴ
ミの色情報を分析処理する画像処理部３ｄ等を備えて構
成してある。前記主制御部３ｃは、前記ゾーンｒ毎にア
ドレスを割りつけて、メモリ回路３ａに未処理領域と既
処理領域の管理データを格納することにより、ゴミが均
等に処理されるようにその走行位置を決定し、通常積替
モードとして各ゾーンｒのゴミの積み替えを行うよう各
クレーン機構２を作動させる。

【００１７】前記画像処理部３ｄは、前記産業用テレビ
カメラ４ａから出力されるＲＧＢ出力輝度信号を受信及
び増幅し、前記ゴミピット１の全ゾーンの１フレーム分
の画像データを所定の時間間隔または前記主制御部３ｃ
からのサンプリング要求に応じてサンプリングし、各Ｒ
ＧＢ成分毎に量子化及び２進符号化した後、前記画像処
理部３ｄに設けられた画像メモリ３ｅに格納する。更
に、前記画像メモリ３ｅに格納された全ゾーンの１フレ
ーム分の各ＲＧＢ成分毎の２値化された輝度データをも
とに、各ゾーンｒの各ＲＧＢ成分毎の平均輝度及び全ゾ
ーンの各ＲＧＢ成分毎の平均輝度を算出し、前記各ゾー
ンｒの各ＲＧＢ成分毎の平均輝度と前記全ゾーンの各Ｒ
ＧＢ成分毎の平均輝度の偏差が所定の条件を満足するか
どうか、例えば前記偏差の絶対値の少なくとも一つが所
定の値より大きいかどうかを判定し、前記判定条件が満
足された場合、前記主制御部３ｃに対し、優先積替モー
ド要求信号を出力する。更に、前記メモリ回路３ａに設
けられた各ＲＧＢ成分毎に前記判定条件を満足したかど
うかのフラグをセットし、前記判定条件を満足したＲＧ
Ｂ成分の個数が稼働可能なクレーン機構２の台数より多
い場合は、前記判定条件を満足したＲＧＢ成分毎に、各
ゾーン毎の平均輝度を標本値とする標準偏差を求め、更
に各ゾーン毎の平均輝度と全ゾーンの平均輝度の偏差の
絶対値を前記標準偏差で正規化した正規化偏差値を求
め、一旦前記フラグを全てリセットした後、あらためて
前記正規化偏差値の大きいＲＧＢ成分から稼働可能なク
レーン機構２の台数分のフラグをセットする。前記フラ
グがセットされたＲＧＢ成分に対し、前記メモリ回路３
ａの所定のアドレス領域に、最大平均輝度と最小平均輝
度を有する二つのゾーンｒの位置情報であるアドレスデ
ータを書き込む。更に、最も平均的にゴミが混合されて
いるゾーンｒを特定するために、例えば全てのＲＧＢ成
分の輝度信号に対し、前記各ゾーン毎の平均値と前記全
ゾーンの平均値との偏差の絶対値の各ＲＧＢ成分毎の総
和が最小であるゾーンｒを抽出し、前記メモリ回路３ａ
の別のアドレス領域に、そのゾーンｒの位置情報である
アドレスデータを書き込む。

【００１８】前記主制御部３ｃは、前記優先積替モード
要求信号を受信した場合、前記メモリ回路３ａから各Ｒ
ＧＢ成分毎に前記フラグの内容を読み出し、セットされ
たフラグの個数分のクレーン機構２を優先積替モードに
割当てる。更に、前記メモリ回路３ａからフラグがセッ
トされたＲＧＢ成分の各成分毎の最大平均輝度と最小平
均輝度を有する二つのゾーンのアドレス情報を読み出
し、前記通常積替モード時において作業中の特定ゾーン
ｒの積替動作終了時に、前記最大平均輝度と最小平均輝
度を有する二つのゾーン間で、優先的に攪拌操作を行う
よう前記優先積替モードに割当てられたクレーン機構２
を作動させる。

【００１９】前記主制御部３ｃは、前記優先積替モード
の一連の攪拌操作終了直前に、前記画像処理部３ｄに対
し、サンプリング要求信号を出力し、前記画像メモリ３
ｅの画像データの更新を要求し、前記優先積替モードの
一連の攪拌操作終了時に、新たな優先積替モード要求信
号を前記画像処理部３ｄから受信している場合は、優先
積替モードの所定の作業を繰り返し、新たな優先積替モ
ード要求信号を受信していない場合は、通常積替モード
に復帰する。

【００２０】前記主制御部３ｃは、前記ゴミ焼却炉１０
のゴミホッパ１１に設けられたゴミ検出センサ１１ａか
らゴミ切れ防止検出信号を受信した場合、前記メモリ回
路３ａから最も平均的にゴミが混合されているゾーンｒ
の位置情報であるアドレスデータを読み出し、前記ゴミ
ピット１の前記アドレスデータに対応するゾーンｒから
前記焼却炉１０にゴミを搬送するよう前記クレーン機構
２を作動させる。

【００２１】以下に、別実施形態を説明する。上述した
実施形態では、二台のクレーン機構２及び一基のゴミ焼
却炉１０及び一台の産業用テレビカメラ４ａを備えた施
設に付いて説明したが、数はこれに限定するものではな
い。また、焼却炉の種類は限定するものではない。ま
た、画像処理においては、複数回のサンプリングによる
複数の画像データを使用したり、複数台の産業用テレビ
カメラ４ａによる複数の画像データを使用することで、
ゴミ画像に重畳されているクレーン機構２の陰影等の不
要イメージや雑音除去ができ、画像処理の品質の向上が
図れる。また、電磁波検出手段４は産業用テレビカメラ
４ａの代わりに赤外線カメラであっても良く、また産業
用テレビカメラ４ａに赤外線カメラを追加した形態であ
っても良い。また、産業用テレビカメラ４ａからの映像
出力信号はＲＧＢ出力輝度信号に限らず、例えばＮＴＳ
Ｃ方式のテレビジョン映像信号であっても良い。

【００２２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ゴミピット内においてゴミ質が均等になるようゴミの攪
拌を行い、更に焼却炉への安定したゴミの供給が行える
ようクレーン機構を自動制御できるようになった。

【００２３】尚、特許請求の範囲の項に、図面との対照
を便利にするために符号を記すが、該記入により本発明
は本発明は添付図面の構成に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

【図１】ゴミ焼却施設の概略構成図

【図２】要部の平面図

【図３】要部の説明図

【図４】自動制御機構のブロック構成図

【符号の説明】

１ ゴミピット ２ クレーン機構 ３ 自動制御機構 ４ 電磁波検出手段 １０ 焼却炉

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ゴミピット（１）から焼却炉（１０）に
   ゴミを搬送するクレーン機構（２）と、前記クレーン機
   構（２）による前記ゴミピット（１）内のゴミの攪拌を
   自動制御する自動制御機構（３）とを備えてなるゴミピ
   ットのクレーン制御装置であって、 前記ゴミピット（１）内のゴミから放射または反射され
   る電磁波を検出する電磁波検出手段（４）を設けて、前
   記自動制御機構（３）は、前記電磁波検出手段（４）よ
   り検出された電磁波の強度及び波長情報をもとに、前記
   クレーン機構（２）の自動制御を行うように構成してあ
   るゴミピットのクレーン制御装置。
2. 【請求項２】 前記自動制御機構（３）は自動制御モー
   ドとして、ゴミを前記ゴミピット（１）内で積み替える
   積替モードを有し、前記積替モード時は通常は前記クレ
   ーン機構（２）を位置情報に基づいて所定のシーケンス
   で移動させる通常積替モードでゴミの攪拌を行い、前記
   電磁波検出手段（４）より検出された電磁波の強度及び
   波長が所定の条件を満足した場合に優先的に特定箇所の
   ゴミの積み替えを行う優先積替モードに移行する請求項
   １記載のゴミピットのクレーン制御装置。
3. 【請求項３】 前記電磁波検出手段（４）が撮像装置
   （４ａ）であり、前記検出された電磁波の強度及び波長
   情報は、前記撮像装置（４ａ）のＲＧＢ出力輝度信号で
   ある請求項１または２記載のゴミピットのクレーン制御
   装置。
4. 【請求項４】 前記ゴミピット（１）内をその水平面で
   複数ゾーンに分割し、前記撮像装置（４ａ）の各ＲＧＢ
   成分の輝度信号に対し、各ゾーン毎の平均値と全ゾーン
   の平均値を求める画像処理手段（５）を設けて、少なく
   とも一つのＲＧＢ成分の輝度信号に対し、前記各ゾーン
   毎の平均値と前記全ゾーンの平均値との偏差が所定の条
   件を満足した場合に、所定のタイミングにおいて前記優
   先積替モードに移行し、前記所定の条件を満足したＲＧ
   Ｂ成分に対し、所定値以上の平均輝度と所定値以下の平
   均輝度を有する二つのゾーン間で優先的に攪拌操作を行
   うよう前記クレーン機構（２）を自動制御する請求項３
   記載のゴミピットのクレーン制御装置。
5. 【請求項５】 前記画像処理手段（５）に、前記各ＲＧ
   Ｂ成分の輝度信号に対し、前記各ゾーンの平均値を標本
   値とする標準偏差を求め、更に各ゾーン毎の平均値と全
   ゾーンの平均値の偏差の絶対値を前記標準偏差で正規化
   した正規化偏差値を求める手段を追加し、前記優先積替
   モードに移行するための前記所定の条件を満足したＲＧ
   Ｂ成分が複数の場合に、前記正規化偏差値の最大値を有
   するＲＧＢ成分に対応する最大平均輝度と最小平均輝度
   を有する二つのゾーン間で優先的に攪拌操作を行うよう
   前記クレーン機構（２）を自動制御する請求項４記載の
   ゴミピットのクレーン制御装置。
6. 【請求項６】 前記クレーン機構（２）が複数台設けら
   れ、前記優先積替モードに移行するための前記所定の条
   件を満足したＲＧＢ成分が複数の場合に、前記正規化偏
   差値の大きいＲＧＢ成分から優先的に前記クレーン機構
   （２）を一台ずつ割当て、前記優先積替モードに移行す
   るための前記所定の条件を満足したＲＧＢ成分に対応す
   る最大平均輝度と最小平均輝度を有する二つのゾーン間
   で優先的に攪拌操作を行うよう前記クレーン機構（２）
   を自動制御する請求項５記載のゴミピットのクレーン制
   御装置。
7. 【請求項７】 前記ゴミピット（１）から前記焼却炉
   （１０）にゴミを搬送する場合、各ＲＧＢ成分の輝度信
   号に対し、前記各ゾーン毎の平均値と前記全ゾーンの平
   均値との偏差が所定の条件を満足するゾーンから、ゴミ
   を前記焼却炉（１０）に搬送するよう前記クレーン機構
   （２）を自動制御する請求項４、５、または６記載のゴ
   ミピットのクレーン制御装置。