JPH06347397A - びん色認識方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】淡い色から濃い色のびんまでびん色の認識を精
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、濃い色のびんを認識するのに最適な第１びん色認識
工程と、淡い色のびんを認識するのに最適な第２びん色
認識工程とのいずれか一方を上流側に、他方を下流側に
備え、上記上流側の第１びん色認識工程もしくは第２び
ん色認識工程で取り込まれたびんの画像信号の輝度が所
定のレベルを基準にして高いか低いかでびん色が淡い色
であるか濃い色であるかを予測し、びん色が濃い色と予
測したならば第１びん色認識工程でびん色を認識すると
ともに、びん色が淡い色と予測したならば第２びん色認
識工程でびん色を認識する。

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にお
いて、びんには淡い色や濃い色の各種のものがあり、濃
い色のびんと淡い色のびんとに照明装置により同一の明
るさで照射した場合には、濃い色のびんを透過する透過
光の光量が淡い色のびんに比べて少なくなる。このた
め、カメラに取り込まれる光量を、例えば淡い色のびん
を認識するのに適した光量に設定すると、濃い色のびん
を認識する際に光量が十分でなく、得られた画像信号か
ら色判定することが難しく、濃い色のびんの認識を正確
に行えないという問題があった。また、これとは逆に、
カメラに取り込まれる光量を濃い色のびんを認識するの
に適した光量に設定すると、淡い色のびんを認識する際
に透過光の光量が多すぎ、得られた画像信号から色判定
することが難しく、淡い色のびんの認識が正確に行えな
いという問題があった。つまり、淡い色のびんと濃い色
のびんとのどちらか一方を基準にしてカメラに取り込ま
れる光量を設定すると、他方のびん色の画像信号から色
認識することが困難という問題があった。

【０００５】本発明は、上述した問題点に鑑みなされた
もので、淡い色と濃い色の両方のびんの画像信号をそれ
ぞれに適した条件下で取り込み、正確なびん色の認識を
行うことを目的とする。

【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、第１カメラを有し、該第１カメラに取り込
まれる光量が濃い色のびんを認識するのに適した第１び
ん色認識工程と、第２カメラを有し、該第２カメラに取
り込まれる光量が淡い色の瓶を認識するのに適した第２
びん色認識工程とのいずれか一方を上流側に、他方を下
流側に備え、上記上流側の第１びん色認識工程もしくは
第２びん色認識工程において取り込まれたびんの画像信
号の輝度が所定のレベルを基準にして高いか低いかでび
ん色が淡い色であるか濃い色であるかを予測し、びん色
が濃い色と予測したならば第１びん色認識工程でびん色
を認識するとともに、びん色が淡い色と予測したならば
第２びん色認識工程でびん色を認識する。

【０００７】本発明の請求項２記載のびん色認識方法
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、照
明装置から照射され、びんを透過しカメラを介して取り
込まれる透過光の光量を少なくとも二段に調整可能な調
整手段を有し、カメラでとらえたびんの画像信号の輝度
が所定のレベルを基準にして高いか低いかでびん色が淡
い色であるか濃い色であるかを予測し、びん色が淡い色
と予測したならば調整手段によりカメラを介して取り込
まれる透過光の光量を少なくし、びん色が濃い色と予測
したならば調整手段によりカメラを介して取り込まれる
透過光の光量を多くしてびん色を認識する。

【０００８】

【作用】本発明の請求項１記載のびん色認識方法は、取
り込まれたびんの画像信号の輝度が所定のレベルを基準
にして高いか低いかでびん色が淡い色であるか濃い色で
あるかを予測し、びん色が濃い色と予測したならば第１
カメラに取り込まれる光量が十分な第１びん色認識工程
でびん色を認識するとともに、びん色が淡い色と予測し
たならば第２カメラに取り込まれる光量を少なくした第
２びん色認識工程でびん色を認識することで、色の異な
るびんについてそれぞれ最適な状態で画像信号を取り込
む。

【０００９】また、本発明の請求項２記載のびん色認識
方法は、カメラを介して取り込まれるびんの画像信号の
輝度が所定のレベルを基準にして高いか低いかでびん色
が淡い色であるか濃い色であるかを予測し、びん色が淡
い色と予測したならば調整手段によりカメラを介して取
り込まれる透過光の光量を少くし、びん色が濃い色と予
測したならば調整手段によりカメラを介して取り込まれ
る透過光の光量を多くすることで、色の異なるびんにつ
いてそれぞれ最適な状態で画像信号を取り込む。

【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及び図２は、本発明に係る請求項１記
載のびん色認識方法を実施するため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手段２を経て選別装置６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】前記色認識手段２は、第１撮像装置３を備
えた第１びん色認識工程と、該第１びん色認識工程の下
流側に隣接配置され、第２撮像装置４を備えた第２びん
色認識工程と、これら第１びん色認識工程もしくは第２
びん色認識工程で取り込まれた画像信号に基づいてびん
色の認識を行う制御装置５とから構成されている。

【００１５】前記第１撮像装置３は、搬送コンベア１上
を流れるびんに光を照射する第１照明装置３１と、搬送
コンベア１を挟んで上記第１照明装置３１と対峙する位
置に設置された第１カメラ３２と、搬送コンベア１上を
流れるびんが前記第１カメラ３２による撮像を開始する
位置にきたことを検知する第１センサ３３とから構成さ
れている。

【００１６】前記第１びん色認識工程は、濃い色のびん
を認識するための工程であり、第１カメラ３２に取り込
まれる光量が最適となるよう、この実施例では第１照明
装置３１の明るさが十分に設定されている。

【００１７】前記第１カメラ３２は、前記照明装置３１
から照射されて搬送コンベア１上のびんを透過した透過
光を撮像する。

【００１８】前記第１センサ３３は、例えば光センサが
用いられており、投光器３３ａから受光器３３ｂ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。

【００１９】前記第２撮像装置４は、第１撮像装置３に
隣接して前記搬送コンベア１の下流側に設置されてお
り、搬送コンベア１上を流れるびんに光を照射する第２
照明装置４１と、搬送コンベア１を挟んで上記第２照明
装置４１と対峙する位置に設置された第２カメラ４２
と、搬送コンベア１上を流れるびんが前記第２カメラ４
２による撮像を開始する位置にきたことを検知する第２
センサ４３とから構成されている。

【００２０】前記第２びん色認識工程は、淡い色のびん
を認識するための工程であり、第２カメラ４２に取り込
まれる光量が第１カメラ３２に取り込まれる光量よりも
少なく設定されている。すなわち、この実施例では、第
２照明装置４１の明るさを第１照明装置３１よりも暗く
設定している。

【００２１】なお、第２カメラ４２に取り込まれる光量
を少なく制限する手段としては、前記第２照明装置４１
自体の明るさを低くするほか、例えば、第２照明装置４
１と第２カメラ４２との間にフィルタを介在させたり、
第２カメラ４２の絞りの直径を小さくしてもよい。

【００２２】前記第２カメラ４２は、前記第１カメラ３
２と同様に前記照明装置４１から照射されて搬送コンベ
ア１上のびんを透過した透過光を撮像する。

【００２３】前記第２センサ４３は、前記第１センサ３
３と同様に例えば光センサが用いられており、投光器４
３ａから受光器４３ｂ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。

【００２４】前記選別装置６は、搬送コンベア１の下流
側に設置され、色認識手段２により色認識された結果に
基づいて、びんを第１〜第５の各収容部７１、７２、７
３、７４、７５に払い出す図示しない公知の払出機を備
えたものである。第１収容部７１は無色のびんを、第２
収容部７２は淡青色（淡緑色）のびんを、第３収容部７
３は黒色のびんを、第４収容部７４は茶色のびんを、第
５収容部７５は濃緑色のびんを、それぞれ収容するもの
である。

【００２５】従って、制御装置５により搬送コンベア１
上を流れるびんが後述する方法により無色であると認識
されれば、前記図示しない排出機により、この無色と認
識されたびんを第１収容部７１に払い出して回収する。

【００２６】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８が設置されており、この残渣収容
部８には、搬送コンベア１によりびんとともに搬送され
てきたごみが収容される。

【００２７】前記制御装置５は、前記第１カメラ３２及
び第２カメラ４２で撮像された画像信号、並びに前記第
１センサ３３及び第２センサ４３の検出信号が入力さ
れ、これら信号に基づいてびん色を認識する。

【００２８】ここで、前記制御装置５によるびんの色を
認識する方法について、図３に示すフローチャートを参
照しながら説明する。

【００２９】認識したいびんが搬送コンベア１により、
第１びん色認識工程である第１撮像装置３の撮像位置に
到達すると、この位置を第１センサ３３が検知し（ステ
ップＳ１）、この検知信号に基づき、制御装置５では、
第１カメラ３２で撮像したびんの画像信号を取り込む
（ステップＳ２）。この画像信号は、図４に示すように
搬送コンベア１の上面から高さＨの位置における信号で
あり、この画像信号から図４に示すような輝度分布が得
られる。その際、Ａ点における輝度に注目する。そし
て、その輝度が予め設定した輝度レベルＬより大である
か小であるかを比較する（ステップＳ３）。

【００３０】この結果、図４に示すように輝度レベルＬ
よりも小であるならば、びんを透過する透過光の光量が
少ないびん、すなわち、びん色が濃い色のびんと予測
し、この第１びん色認識工程において第１撮像装置３に
より取り込んだ画像信号に基づいて以下のような処理を
してびん色を認識する（ステップＳ４）。

【００３１】取り込んだ画像信号のうち特定箇所Ａ、す
なわち、第１照明装置３１により照射された光が、びん
（ラベルＺやごみ等の付着していないと判断される部
分）を透過したところの値をｒ、ｇ、ｂとして算出する
具体的には図４において、Ｂ〜Ｃの部分がラベルＺの部
分であり、Ａ〜ＢとＣ〜Ｄの部分のうち最も輝度の高い
箇所Ｙでのｒ、ｇ、ｂを算出する。

【００３２】このように色認識に最適なデータを抽出
し、この抽出データである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５に示す輝度比座標に
あてはめてびん色を認識する。

【００３３】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制御装置５に入力されて
いる。

【００３４】また、輝度レベルＬよりも大であるなら
ば、びんを透過する透過光の光量が多いびん、すなわ
ち、びん色が無色あるいは淡い色（淡青色、淡緑色）の
びんと予測し、上記第１びん色認識工程ではびん色の認
識を行わず、第２びん色認識工程において第２撮像装置
４により取り込んだ画像信号に基づいてびん色を認識す
る。

【００３５】これは、搬送コンベア１により第１撮像装
置３を経てびんが第２撮像装置４の撮像位置に到達する
と、この位置を第２センサ４３が検知し（ステップＳ
５）、制御装置５では検知結果に基づいて第２撮像装置
４によるびんの画像信号を取り込み（ステップＳ６）、
前述した第１びん認識工程によるびん色の認識と同様に
して色認識に最適なデータを抽出し、この抽出データで
あるｒ、ｇ、ｂの輝度から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６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Ｓ
７）。

【００３６】この輝度比座標は、前記濃いびんを認識す
る際に用いられた輝度比座標と同様に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制御装置５に入力
されている。

【００３７】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
を基準にしてびん色を認識するようにしてもよい。

【００３８】そして、その色認識結果を選別装置６に出
力して（ステップＳ８）、びん色別に選別回収する。

【００３９】以上のようなステップＳ１〜Ｓ８の作用を
すべてのびんについて実行する（ステップＳ９）。

【００４０】なお、本例では、ｒ、ｇ、ｂの輝度からｂ
に対するｒとｇの輝度比、ｒ／ｂ、ｇ／ｂをそれぞれ求
め、この値を輝度比座標にあてはめてびん色を認識した
が、これに限らず、例えば、ｒ＞ｇ、ｇ＞ｂが茶色、ｇ
＞ｂ、ｂ＞ｒが濃い緑、ｇ＞ｒ、ｒ＞ｂが黒色というよ
うに、ｒ、ｇ、ｂの各輝度の大小によりびん色を認識す
ることもできる。

【００４１】また、第１びん色認識工程と第２びん色認
識工程とを前後逆に設置し、まず、第２びん色認識工程
において取り込まれた画像信号の輝度が所定のレベルを
基準にして高いか低いかでびん色が淡い色であるか濃い
色であるかを予測し、この予測結果に基づいて第２びん
色認識工程もしくは第１びん色認識工程でのびんの色認
識を行うようにしても良い。

【００４２】図７及び図８は本発明に係る請求項２記載
のびん色認識方法を実施するためのびん色認識装置の概
略構成を示している。なお、前述した請求項１記載のび
ん色認識方法を実施するためのびん色認識装置と同様の
部材には同符号を付し、説明は省略する。

【００４３】このびん色認識方法は、前述した請求項１
記載のびん色認識方法と異なり、１台の撮像装置９から
の画像信号に基づいて制御装置５によってびん色を認識
するものである。

【００４４】この撮像装置９は、搬送コンベア１の上流
側の一側方に設置され、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９１と、搬送コンベア１を挟ん
で上記照明装置９１と対峙する位置に設置されたカメラ
９２と、搬送コンベア１上を流れるびんが前記カメラ９
２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９３とから構成されている。

【００４５】上記照明装置９１は、変圧器９１ａ（調整
手段）により照明装置９１への印加電圧を変更すること
で明るさを２段階に変更可能に構成されており、通常
は、濃い色のびんを認識するのに最適な明るさに設定さ
れ、印加電圧を低くすることで淡い色のびんを認識する
のに最適な明るさに変更される。この印加電圧の変更は
制御装置１０により制御される。

【００４６】前記カメラ９２は、前記照明装置９１から
照射されて搬送コンベア１上のびんを透過した透過光を
撮像する。

【００４７】前記センサ９３は、例えば光センサが用い
られており、投光器９３ａから受光器９３ｂ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。

【００４８】前記制御装置１０は、前記カメラ９２で撮
像された画像信号、及び前記センサ９３の検出信号が入
力され、これら信号に基づいてびん色を認識する。

【００４９】ここで、前記制御装置１０によるびんの色
を認識する方法について、図９に示すフローチャートを
参照しながら説明する。

【００５０】認識したいびんが搬送コンベア１により撮
像装置９の撮像位置に到達すると、この位置をセンサ９
３が検知し（ステップＳ１０）、制御装置１０では、カ
メラ９２で撮像したびんの画像信号を取り込む（ステッ
プＳ１１）。この画像信号は、前記請求項１記載のもの
と同様であり、搬送コンベア１の上面から高さＨ（図４
参照）の位置における信号であり、図４に示すような輝
度分布が得られる。その際、Ａ点における輝度に注目
し、その輝度が予め設定した輝度レベルＬより大である
か小であるかを比較する（ステップＳ１２）。

【００５１】この結果、輝度レベルＬよりも小であるな
らば、びんを透過する透過光の光量が少ないびん、すな
わちびん色が濃い色のびんと予測し、ステップＳ１４に
進んでこの取り込んだ画像信号に基づいて前述した実施
例と同様なびん色の認識を行う。

【００５２】また、輝度レベルＬよりも大であるなら
ば、びんを透過する透過光の光量が多いびん、すなわち
びん色が淡い色または無色系のびんと予測し、照明装置
９１の印加電圧を低くして（ステップＳ１３）、この時
にカメラ９２で撮像したびんの画像信号を取り込み、上
述と同様な方法によりびん色を認識する（ステップＳ１
４）。

【００５３】そして、その色認識結果を選別装置６に出
力して（ステップＳ１５）、びん色別に選別回収する。

【００５４】以上のようなステップＳ１０〜Ｓ１５の作
用をすべてのびんについて実行する（ステップＳ１
６）。

【００５５】なお、本例では、照明装置９１への印加電
圧を二段に変更することで、カメラでとらえる透過光の
光量を調整可能な調整手段としたが、調整手段は、これ
に限らず、カメラ９２の絞りを２段階に変更したり、照
明装置９１とカメラ９２との間にフィルタを介装させる
ことによって構成してもよい。

【００５６】なお、このようにカメラ９２の絞りを変更
する等の場合において、これら変更に時間を要するので
あれば、この変更に必要な時間を考慮して搬送コンベア
１の速度を遅くするよう調整する必要がある。

【００５７】

【発明の効果】以上述べたように、本発明の請求項１記
載のびん色認識方法によれば、取り込まれた画像信号の
輝度が所定のレベルを基準にして高いか低いかでびん色
が淡い色であるか濃い色であるかを予測し、びん色が濃
い色と予測したならば第１カメラに取り込まれる光量が
十分な第１びん色認識工程でびん色を認識するととも
に、びん色が淡い色と予測したならば第１びん色認識工
程の上記十分な光量よりも少ない光量の第２びん色認識
工程でびん色を認識することで、色の異なるびんについ
てそれぞれ最適な状態で画像信号を取り込むことがで
き、淡い色から濃い色のびんまでびん色の認識を精度よ
く行うことができる。

【００５８】また、本発明の請求項２記載のびん色認識
方法よれば、カメラを介して取り込まれる画像信号の輝
度が所定のレベルを基準にして高いか低いかでびん色が
淡い色であるか濃い色であるかを予測し、びん色が淡い
色と予測したならば調整手段によりカメラを介して取り
込まれる透過光の光量を少くし、びん色が濃い色と予測
したならば調整手段によりカメラを介して取り込まれる
透過光の光量を多くすることで、色の異なるびんについ
てそれぞれ最適な状態で画像信号を取り込むことがで
き、淡い色から濃い色のびんまで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記載のびん色認識方法を
実施するためのびん色認識装置の概略構成を示す側面図
である。

【図２】本発明に係る請求項１記載のびん色認識方法を
実施するためのびん色認識装置の概略構成を示す平面図
である。

【図３】本発明に係る請求項１記載のびん色認識方法を
説明するフローチャートである。

【図４】びんを透過した透過光のデータを示す図であ
る。

【図５】濃い色のびんを認識する際に使用する輝度比座
標図である。

【図６】淡い色のびんを認識する際に使用する輝度比座
標図である。

【図７】本発明に係る請求項２記載のびん色認識方法を
実施するためのびん色認識装置の概略構成を示す側面図
である。

【図８】本発明に係る請求項２記載のびん色認識方法を
実施するためのびん色認識装置の概略構成を示す平面図
である。

【図９】本発明に係る請求項２記載のびん色認識方法を
説明するフローチャートである。

【符号の説明】

３ 第１撮像装置 ３１ 第１照明装置 ３２ 第１カメラ ３３ 第１センサ ４ 第２撮像装置 ４１ 第２照明装置 ４２ 第２カメラ ４３ 第２センサ ５ 制御装置 ９ 撮像装置 ９１ 照明装置 ９１ａ 調整手段 ９２ カメラ ９３ センサ １０ 制御装置

───────────────────────────────────────────────────── 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、 第１カメラを有し、該第１カメラに取り込まれる光量が
   濃い色のびんを認識するのに適した第１びん色認識工程
   と、第２カメラを有し、該第２カメラに取り込まれる光
   量が淡い色の瓶を認識するのに適した第２びん色認識工
   程とのいずれか一方を上流側に、他方を下流側に備え、 上記上流側の第１びん色認識工程もしくは第２びん色認
   識工程において取り込まれたびんの画像信号の輝度が所
   定のレベルを基準にして高いか低いかでびん色が淡い色
   であるか濃い色であるかを予測し、びん色が濃い色と予
   測したならば第１びん色認識工程でびん色を認識すると
   ともに、びん色が淡い色と予測したならば第２びん色認
   識工程でびん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方法に
   おいて、 照明装置から照射され、びんを透過しカメラを介して取
   り込まれる透過光の光量を少なくとも二段に調整可能な
   調整手段を有し、カメラでとらえたびんの画像信号の輝
   度が所定のレベルを基準にして高いか低いかでびん色が
   淡い色であるか濃い色であるかを予測し、びん色が淡い
   色と予測したならば調整手段によりカメラを介して取り
   込まれる透過光の光量を少なくし、びん色が濃い色と予
   測したならば調整手段によりカメラを介して取り込まれ
   る透過光の光量を多くしてびん色を認識することを特徴
   とするびん色認識方法。