JPH04225852A - ごみ破砕機内滞留検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ごみ破砕機製品の圧縮
フィーダの制御に適用されるごみ破砕機内滞留検出装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】ごみ破砕機は、図４に示すようにハンマ
０１とグレート０２を備え、供給コンベア０３により供
給されたごみ０４がシュート０５と押し込み装置０６と
圧縮フィーダ０７を備えたフィーダ部を介して供給され
る。

【０００３】従来の上記ごみ破砕機の運転においては、
フィーダ部のごみの状態をテレビカメラ０８が撮影し、
それをオペレータが監視盤にて常時監視して運転を行っ
ていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来のごみ破砕機の運
転において、人がフィーダ部のごみの滞留状態を判断す
る場合、次のような知識を利用していた。即ち、ごみの
ある状態と無い状態では光の反射状態が異なる。具体的
には、ごみのある場合、その場所にごみのない時と比べ
て、輝度レベルが上がる。この光の反射状態の変化した
領域より人はごみの有無を認識していた。特に、ごみが
フィーダ部で広い面積を占め、その状態が一定時間続い
ている場合、ごみが滞留していると判断していた。

【０００５】上記の認識、判断を人が行う場合は個人差
があって、適切な判断がなされず、破砕機の運転に支障
をきたすことがあり、また、常時監視する必要があるた
め、作業者に過重な労働を強いるものであった。

【０００６】本発明は、上記の課題を解決するため、フ
ィーダ部の滞留物を自動検出し、ごみ破砕機の制御の省
力化を可能とする装置の提供を目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明のごみ破砕機内滞
留検出装置は、外界の画像をビデオ信号変換する撮像装
置と、前記撮像装置が出力するアナログ信号をデジタル
化するＡ／Ｄ変換装置と、前記Ａ／Ｄ変換装置が出力す
るデジタル画像を記憶するフレームメモリと、前記フレ
ームメモリから読みだされるデジタル画像を加算して記
憶する装置と、前記加算記憶装置に記憶されているデジ
タル画像の加算枚数が閾値を越えないようにデジタル画
像を減算して加算枚数を調整する一方の減算回路と、前
記加算記憶装置からデジタル画像を取り出して平均化す
る平均化装置と、認識しようとするごみが写っていない
背景画像データが格納されている背景画像メモリと、前
記平均化装置が出力するデジタル画像から前記背景画像
メモリから取り出された背景画像を減算する他方の減算
回路と、前記他方の減算回路の出力を閾値で２値化する
２値化回路と、前記２値化回路が出力する２値画像の面
積を求める面積計算装置と、前記面積計算装置が出力す
る面積と閾値を比較し滞留の可能性を判定する比較回路
と、前記比較回路の判定が滞留の可能性ありと判定した
時点から時間を記憶しておく時間記憶メモリと、前記時
間記憶メモリから取り出した時間と閾値から滞留を判断
する判定装置を有することを特徴とする。

【０００８】

【作用】上記において、外界の画像をビデオ信号変換す
る撮像装置でフィーダ部の画像を撮り、出力されるアナ
ログ信号をＡ／Ｄ変換装置で変換することにより計算機
処理可能なデジタル画像が得られる。上記Ａ／Ｄ変換装
置が出力するデジタル画像はフレームメモリで記憶して
おく。

【０００９】加算記憶装置では、フレームメモリから読
みだされるデジタル画像を加算して常に最新の所定の枚
数のデジタル画像が加算された状態として記憶し、平均
化装置で所定の枚数が加算されたデジタル画像が平均化
され、他方の減算回路で平均化装置の出力から背景画像
メモリの背景画像を引き、２値化回路で２値化すること
によりごみが常に存在した部分だけの２値画像が得られ
る。

【００１０】面積計算装置では、この２値画像よりごみ
の占める面積を求め、比較回路で滞留の可能性の判定を
し、滞留の可能性ありと判定した時間を時間記憶メモリ
で記憶しておく。上記時間記憶メモリの値は閾値と比較
され、判定装置がごみの滞留を検出する。

【００１１】上記により、ごみ破砕機内の滞留検出の自
動化が可能になり、オペレータの運転負担が軽減される
とともに、フィーダ内のごみのレベル制御自動化への応
用も可能になる。

【００１２】

【実施例】本発明の一実施例を第１図により説明する。 第１図に示す本実施例は、外界の画像をビデオ信号に変
換する撮像装置１と、前記撮像装置１が出力するアナロ
グ信号をデジタル化するＡ／Ｄ変換装置２と、前記Ａ／
Ｄ変換装置２が出力するデジタル画像を記憶するフレー
ムメモリ３と、前記フレームメモリ３から読みだされる
デジタル画像を加算して記憶する加算記憶装置４と、前
記加算記憶装置４に記憶されているデジタル画像の加算
枚数が閾値を越えないようにデジタル画像を減算して加
算枚数を調整する減算回路５と、前記加算記憶装置４か
らデジタル画像を取り出して平均化する平均化装置６と
、認識しようとするごみが写っていない背景画像データ
が格納されている背景画像メモリ７と、前記平均化装置
６が出力するデジタル画像より前記背景画像メモリ７か
ら取り出された背景画像を減算する減算回路８と、前記
減算回路８の出力を閾値で２値化する２値化回路１０と
、前記２値化回路１０が出力する２値画像の面積を求め
る面積計算装置１１と、前記面積計算装置１１が出力す
る面積と閾値１２を比較し滞留の可能性を判定する比較
回路１３と、前記比較回路１３の判定が滞留の可能性あ
りと判定した時点から時間を記憶しておく時間記憶メモ
リ１４と、前記時間記憶メモリ１４から取り出した時間
と閾値１５から滞留を判断する判定装置１６を備えてい
る。

【００１３】上記において、所定のサンプリング間隔Δ
ｔで圧縮フィーダ部の画像を撮像装置１で取り込んで、
サンプリング開始から所定の時間ｔ０　経過後、以下の
要領で圧縮フィーダ部の滞留の検出をΔｔ毎に行う。

【００１４】上記撮像装置１からのアナログ信号は、Ａ
／Ｄ変換回路２でデジタル化する。ある時点ｔにて得ら
れたデジタル画像データは、１≦ｘ≦ｍ、１≦ｙ≦ｎと
し、各々の座標（ｘ、ｙ）の輝度を表すＦ（ｘ、ｙ、ｔ
）の形で示す。以降画像データをＦ（ｘ、ｙ、ｔ）の形
式で表現する。

【００１５】上記デジタル画像Ｆ（ｘ、ｙ、ｔ）は、フ
レームメモリ３に格納する。また、加算記憶装置４は下
記の式１の要領でデジタル画像Ｆ（ｘ、ｙ、ｔ）を加算
しデジタル画像Ａ（ｘ、ｙ、ｔ）（サンプリング開始時
の初期値Ａ（ｘ、ｙ、０）＝０）を求め記憶する。

【００１６】 　　Ａ（ｘ、ｙ、ｔ）＝Ａ（ｘ、ｙ、ｔ−Δｔ）＋Ｆ（
ｘ、ｙ、ｔ）………式１ここで、１≦ｘ≦ｍ、１≦ｙ≦
ｎ サンプリング開始から所定の時間ｔ０　経過後（Ｉ０　
回Ｆ（ｘ、ｙ、ｔ）を加算後）は、下記の式３の処理を
行った後、加算記憶装置４で上記式１の計算を行うもの
とし、加算記憶装置４に記憶されたデジタル画像Ａ（ｘ
、ｙ、ｔ）（Ｆ（ｘ、ｙ、ｔ）をＩ０　枚加算した画像
）を取り出して平均化装置６で式２の計算を行ない、平
均画像Ｂ（ｘ、ｙ、ｔ）を求める。

【００１７】 　　Ｂ（ｘ、ｙ、ｔ）＝Ａ（ｘ、ｙ、ｔ）／Ｉ０　……
…………………………式２また、現時点をｔ１　とした
場合、加算記憶装置４に記憶されているデジタル画像Ａ
（ｘ、ｙ、ｔ１　）について、最前に加算したＦ（ｘ、
ｙ、ｔ１　−（Ｉ０　−１）Δｔ）をフレームメモリ３
から取り出し、減算回路５で式３の計算をする。

【００１８】 　　Ａ（ｘ、ｙ、ｔ１　）＝Ａ（ｘ、ｙ、ｔ１　）−Ｆ
（ｘ、ｙ、ｔ１　−（Ｉ０　−１）Δｔ）………………
………………………………………………………………式
３上記式３より得られたＡ（ｘ、ｙ、ｔ１　）は再び加
算記憶装置４に格納する。

【００１９】上記により加算記憶装置４は常に最新のＩ
０　枚のデジタル画像Ｆ（ｘ、ｙ、ｔ）を加算したデジ
タル画像Ａ（ｘ、ｙ、ｔ１　）を用意しており、デジタ
ル画像Ａ（ｘ、ｙ、ｔ）を平均した平均画像Ｂ（ｘ、ｙ
、ｔ）でごみの面積が大きい状態が続けば、以下の処理
によってごみが滞留していると判断する。

【００２０】平均化装置６の出力Ｂ（ｘ、ｙ、ｔ１　）
と背景画像メモリ７から取り出した背景画像Ｒ（ｘ、ｙ
）については、式４の計算を減算回路８で行ない差画像
Ｅ（ｘ、ｙ、ｔ１　）を求める。

【００２１】 　　Ｅ（ｘ、ｙ、ｔ１　）＝Ｂ（ｘ、ｙ、ｔ１　）−Ｒ
（ｘ、ｙ）………………式４次に、２値化回路１０にお
いて、別途設定されている閾値９のｈを用いて、Ｅ（ｘ
、ｙ、ｔ１　）の各座標（ｘ、ｙ）に対して、次の２値
化処理をする。

【００２２】 　　Ｅ（ｘ、ｙ、ｔ１　）＜ｈならば‘０’を出力する
（Ｎ（ｘ、ｙ、ｔ１　）＝０）　　Ｅ（ｘ、ｙ、ｔ１　
）≧ｈならば‘１’を出力する（Ｎ（ｘ、ｙ、ｔ１　）
＝１）面積計算装置１１では、２値化回路１０から出力
された２値画像データＮ（ｘ、ｙ、ｔ１　）の輝度が１
である座標（ｘ、ｙ）をカウントし、その値を画像デー
タ中でごみの占める面積Ｓとする。比較回路１３では、
別途設定されている閾値１２のＳ０　と面積Ｓを比較し
、時間記憶メモリ１４のＱ（ｔ１　）（初期値Ｑ（ｔ０
　）＝０）を設定する。

【００２３】ごみが滞留している場合、及び滞留してい
ない場合についての状態は、それぞれ図２及び図３に示
す通りであり、以下のように判断がなされる。

【００２４】Ｓ≧Ｓ０　ならばごみの滞留の可能性あり
と判断する。 Ｑ（ｔ１　）＝Ｑ（ｔ１　−Δｔ）＋１Ｓ＜Ｓ０　なら
ばごみが少ない状態と判断する。 Ｑ（ｔ１　）＝０現時点ｔ１　の時間記憶メモリ１４の
値Ｑ（ｔ１　）については、閾値１５のＫと判定装置１
６で比較し、次の判定を行う。

【００２５】Ｑ（ｔ１　）≧Ｋならばごみが滞留してい
ると判断する。 Ｑ（ｔ１　）＜Ｋならばごみが滞留していないと判断す
る。 以上のように、画像のサンプリングを行う時間間隔Δｔ
に合わせて、ｔ０　以後Δｔ毎に逐次的にフィーダ部の
滞留の検出を行う。

【００２６】上記により、ごみ破砕機内の滞留検出の自
動化が可能になり、オペレータの運転負担が軽減される
。

【００２７】

【発明の効果】本発明のごみ破砕機内滞留検出装置は、
フィーダ部の画像より背景画像を減算し、ごみの滞留を
判定し、更にごみの滞留時間を求めてごみの滞留を検出
することによって、ごみ破砕機内の滞留検出の自動化が
可能になり、オペレータの運転負担が軽減されるととも
に、フィーダ内のごみのレベル制御自動化への応用も可
能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る全体構成の説明図であ
る。

【図２】上記一実施例に係るごみが滞留していない状態
における作用説明図である。

【図３】上記一実施例に係るごみが滞留している状態に
おける作用説明図である。

【図４】ごみ破砕機の構成の説明図である。

【符号の説明】

１　　　　撮像装置 ２　　　　Ａ／Ｄ変換回路 ３　　　　フレームメモリ ４　　　　加算記憶装置 ５　　　　減算回路 ６　　　　平均化装置 ７　　　　背景画像メモリ ８　　　　減算回路 ９　　　　閾値 １０　　　　２値化回路 １１　　　　面積計算装置 １２　　　　閾値 １３　　　　比較回路 １４　　　　時間記憶メモリ １５　　　　閾値 １６　　　　判定装置

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　外界の画像をビデオ信号に変換する撮
   像装置と、前記撮像装置が出力するアナログ信号をデジ
   タル化するＡ／Ｄ変換装置と、前記Ａ／Ｄ変換装置が出
   力するデジタル画像を記憶するフレームメモリと、前記
   フレームメモリから読みだされるデジタル画像を加算し
   て記憶する加算記憶装置と、前記加算記憶装置に記憶さ
   れているデジタル画像の加算枚数が閾値を越えないよう
   にデジタル画像を減算して加算枚数を調整する一方の減
   算回路と、前記加算記憶装置からデジタル画像を取り出
   して平均化する平均化装置と、認識しようとする物体が
   写っていない背景画像データが格納されている背景画像
   メモリと、前記平均化装置が出力するデジタル画像から
   前記背景画像メモリから取り出された背景画像を減算す
   る他方の減算回路と、前記他方の減算回路の出力を閾値
   で２値化する２値化回路と、前記２値化回路が出力する
   ２値画像の面積を求める面積計算装置と、前記面積計算
   装置が出力する面積と閾値を比較し滞留の可能性を判定
   する比較回路と、前記比較回路の判定が滞留の可能性あ
   りと判定した時点から時間を記憶しておく時間記憶メモ
   リと、前記時間記憶メモリから取り出した時間と閾値か
   ら滞留を判断する判定装置を有することを特徴とするご
   み破砕機内滞留検出装置。