JPH0789086B2 - ゴミ判別装置 - Google Patents

ゴミ判別装置

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JPH0789086B2
JPH0789086B2 JP5097568A JP9756893A JPH0789086B2 JP H0789086 B2 JPH0789086 B2 JP H0789086B2 JP 5097568 A JP5097568 A JP 5097568A JP 9756893 A JP9756893 A JP 9756893A JP H0789086 B2 JPH0789086 B2 JP H0789086B2
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Japan
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dust
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heating
temperature
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明男 佐藤
福美 上田
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Kyosan Electric Manufacturing Co Ltd
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Kyosan Electric Manufacturing Co Ltd
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  • Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はベルトコンベア上に平面
的に積載されて搬送されるゴミの種類を自動的に判別す
るゴミ判別装置に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、環境保護の見地から資源のリサイ
クルの要請が高まっている。資源のリサイクルのために
は、アルミ缶、スチ−ル缶、ビン、紙、プラスチックな
どのゴミを区分けして回収する必要がある。従来このよ
うな区分け作業はほとんど人手に頼らざるを得なかっ
た。スチ−ル缶など鉄製のゴミについては磁石により選
別して回収する方法が確立されているが、そのほかの種
類のゴミについてはその種類を人間が視覚により判別
し、区分けする必要があった。
【0003】そして、人手による区分け作業において
は、収集したゴミをホッパ−などにいったん貯蔵し、ホ
ッパ−の下部に配置したベルトコンベアにホッパ−から
一定量ずつ切り出して、ベルトコンベア上にゴミを平面
的に積載した後、前記ベルトコンベアでゴミを搬送し、
前記ベルトコンベアのかたわらに待機した人間が視覚に
よって搬送されてくるゴミの種類を判別して手作業によ
って区分けを行うものであった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、人間が
目視により選別を行なう区分け作業では、人に過重な労
働を強いることに成るばかりでなく、危険でもあり、ま
た能率が悪いという問題点があった。
【0005】本発明はこのような人間の視覚による判別
作業にかえて、ゴミの種類を自動的に判別することがで
きるゴミ判別装置を提供することを目的としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めの本発明の要旨とするところは、ゴミの熱的特性によ
り種類を自動的に判別するゴミ判別装置であって、ゴミ
を加熱する加熱装置(2)と、前記加熱装置(2)で加
熱され、平面的に分散して載置され、材質の温度伝導率
の差により種類ごとに異なった表面温度を生じたゴミを
撮影する赤外線カメラ(3)と、前記赤外線カメラ
(3)で撮影したゴミの熱画像を取り込み、ゴミの表面
温度の差によって生じる前記熱画像の輝度差によってゴ
ミの種類と位置とを判別する画像処理装置(4)とを設
けたことを特徴とするゴミ判別装置。
【0007】
【作用】ゴミは、加熱装置(2)により、各ゴミに対し
ておおむね同一の条件で所定の熱量で加熱してから平面
的に分散して載置する。ゴミは材質の温度伝導率の差に
より種類ごとに異なった表面温度を生じており、平面的
に分散してた重畳することなく位置しているので、各ゴ
ミはそれぞれが別々の位置にある物体として赤外線カメ
ラ(3)に撮影される。
【0008】画像処理装置(4)は、赤外線カメラ
(3)で撮影したゴミの各熱画像を取り込み、ゴミの表
面温度の差によって生じる各熱画像の輝度差によってゴ
ミの種類と位置とを判別する。
【0009】加熱温度および加熱時間を適切に設定する
ことによりゴミの表面温度が違いをもつように設定すれ
ば、確実にゴミの種類および位置を識別することができ
る。
【0010】
【実施例】以下、図面に基づき本発明の一実施例を説明
する。図1は本発明の一実施例であるゴミ判別装置の構
成を示している。
【0011】ベルトコンベア1上に平面的に積載されて
搬送されるゴミの種類を自動的に判別するゴミ判別装置
であって、ベルトコンベア1上を臨み、搬送されるゴミ
を加熱する加熱装置2が配設され、その後工程となる位
置に、赤外線カメラ3および画像処理装置4が配設され
ている。
【0012】ベルトコンベア1は、収集したゴミを一定
量ずつ吐出して平面的に分散するようばらまく図示しな
いホッパ−などのゴミを受け取るよう配設されており、
ゴミがベルトコンベア1上に平面的に積載されて搬送さ
れるようになっている。
【0013】加熱装置2は、例えば赤外線照射炉であ
り、ゴミの表面温度が違いをもつよう加熱温度および加
熱時間が設定されている。そして、赤外線カメラ3は、
加熱装置2で加熱され、材質の温度伝導率の差により、
種類ごとに異なった表面温度を生じているゴミをコンベ
ア1の平面上に分散位置するパターンとして撮影するよ
う配設されている。
【0014】画像処理装置4は、赤外線カメラ3で撮影
したゴミの熱画像を取り込み、ゴミの表面温度の差によ
って生じる各ゴミの熱画像の輝度差によってゴミの種類
と位置とを判別してその上方を出力するものである。
【0015】次に作用を説明する。
【0016】収集したゴミは図示しないホッパ−などに
いったん貯蔵され、ホッパ−の下部に配置したベルトコ
ンベア1にホッパ−から一定量ずつ吐出してばらまか
れ、ベルトコンベア1上に平面的に積載された後、搬送
される。搬送されるゴミは加熱装置2によって加熱され
た後、赤外線カメラ3によって撮影される。赤外線カメ
ラ3で撮影されたベルトコンベア1上のゴミの熱画像は
画像処理装置4に取り込まれる。ここで前記熱画像がゴ
ミの種類によりどの様なものとなるを以下に説明する。
【0017】一般に板厚さl (m) 、初期温度0 (℃)
なる平板のx=0の面を断熱し、x=lの他面の表面温
度を瞬間的にT0 (℃) に加熱保持した際の板内の温度
分布は、x、T0 の他フ−リエ数 (at/l2)の無次元
の関数となる。ここで、a (m2 /s) は温度伝導率で
あり熱伝導率 (W/ (m・K))を単位体積辺りの熱容量
(J/ (m3 ・K))で割ることにより求められる。t
(s) は加熱保持時間である。したがって、加熱装置で
一定時間加熱した後のゴミの温度は、加熱温度および加
熱時間と、ゴミの材質の温度伝導率と、ゴミの形状との
関数となることが予想される。
【0018】ここで、おもなゴミの種類について温度伝
導率を調べると、以下の通りである。すなわち紙の温度
伝導率を1とすると、アクリルは2、ビンは4、スチ−
ル缶は117、アルミ缶は682となる。仮にゴミの形
状が同じであるとすると、加熱後のゴミの温度は温度伝
導率に比例する。
【0019】この関係を図によって説明する。図2は同
一形状のアルミ、スチ−ル、ビン、アクリル、紙を一定
時間加熱した後の表面の温度を測定した結果を示す。ゴ
ミの種類により明らかに温度差が生じている。実際の場
合には、ゴミの形状は同一ではないのでこの通りの温度
差とはならない。しかし、一般的にゴミの形状はその種
類によってほぼ決まっている場合が多い。例えば、厚さ
について調べると、アルミ缶やスチ−ル缶は数百ミクロ
ン、ビンは数ミリ、雑誌などの紙は数ミリ以上である。
温度伝導率の高いアルミ缶やスチ−ル缶は厚さも薄く温
度はさらに上昇しやすいことがわかる。したがって、加
熱後の温度差はさらに大きくなることが予想される。こ
の温度差により、ゴミの種類を正確に判別することがで
きる。
【0020】この様な温度差のあるゴミを撮影した熱画
像はゴミの種類により特有の形態を示す。図3は一定時
間加熱した後のゴミを撮影した画像を示している。加熱
装置2の後のベルトコンベア1上の撮影領域10に金属
缶11,ガラスビン12,紙箱13が平面上に分散し定
置しているとき、熱画像画面20では、温度の高いゴミ
である金属缶11の部分は赤外線の出力が大きく熱画像
の輝度は高くなっているので、熱画像21は高く立ち上
がっている。紙箱13は温度の低いゴミであるのでその
部分は赤外線の出力が小さく熱画像の輝度は低く、熱画
像31はほとんど平面である。中間の特性を示すガラス
ビン12の熱画像32は少し盛り上がっている。
【0021】したがって、ゴミの種類ごとに熱画像の輝
度のしきい値を設けることによりゴミの種類を判別する
ことができる。また、位置画像画面30では、熱画像画
面20を平面的に投影し、金属缶11,ガラスビン1
2,紙箱13がそれぞれの座標位置で像31〜33を形
成しており、この各像の座標と照らし合わせることによ
りどの位置のゴミがそのような輝度にあるかを判定する
ことができる。
【0022】つぎに図に基いて画像処理装置4による熱
画像の処理手順について説明する。図4は、赤外線カメ
ラ3で撮影した熱画像の画像処理装置4における処理手
順を示すフロ−チャ−トである。起動は一定時間、例え
ば1/30秒ごとに反復起動する。ステップ1で装置が
処理可能な待機状態にあれば、ステップ2で赤外線カメ
ラ3から熱画像を取り込む、ステップ3では、取り込ま
れた熱画像から、予め定めたゴミの種類ごとの輝度のし
きい値により、ゴミの画像の切り出しを行う。切り出し
たとき画面上に輝度差があらわれなければステップ4で
処理を終了し、輝度差があってゴミが切り出されれば、
ステップ5で切り出されたゴミの重心を求める。
【0023】重心を求めるのは画面を走査しながら行な
われ、ステップ6でゴミの重心が処理領域内にあるかど
うかを判断し、あれば、ステップ7でゴミの種類別と重
心の位置の信号を出力し、ステップ8で処理したゴミの
画像を消去し、処理完了して終了する。この手順で次々
に前記一定時間ごとに処理を繰り返すことにより、連続
的に搬送されてくるベルトコンベア1上のゴミの種類と
位置を判別する。
【0024】そして、前記ゴミの種類別と重心の位置の
信号により、ベルトコンベア1の下流に設置され、処理
領域内のゴミを処理するマニュピュレ−タ等によりゴミ
の仕分けを自動的に行うことができる。
【0025】
【発明の効果】本発明に係るゴミ判別装置によれば、ゴ
ミの判別にゴミの温度伝導率の差による加熱後の温度差
に着目しているので、ゴミの種類と位置および大きさが
同時に検出できる。また、通常の対象となるゴミは温度
伝導率の差が大きいので高精度の検出を行うことができ
る。この様にゴミの種類の判別などを自動的に行うこと
により、従来人手に頼らざるをえなかった作業が自動化
され、人件費などのコストを削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係るゴミ判別装置の構成を
示す概念図である。
【図2】加熱後のゴミの温度差をしめすグラフである。
【図3】加熱後のゴミを撮影した画像を示す説明図であ
る。
【図4】画像処理の手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
1…ベルトコンベア 2…加熱炉 3…赤外線カメラ 4…画像処理装置

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ゴミの熱的特性により種類を自動的に判別
    するゴミ判別装置であって、 ゴミを加熱する加熱装置と、 前記加熱装置で加熱され、平面的に分散して載置され、
    材質の温度伝導率の差により種類ごとに異なった表面温
    度を生じたゴミを撮影する赤外線カメラと、 前記赤外線カメラで撮影したゴミの熱画像を取り込み、
    ゴミの表面温度の差によって生じる前記熱画像の輝度差
    によってゴミの種類と位置とを判別する画像処理装置と
    を設けたことを特徴とするゴミ判別装置。
JP5097568A 1993-04-23 1993-04-23 ゴミ判別装置 Expired - Fee Related JPH0789086B2 (ja)

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KR100784962B1 (ko) * 2007-08-06 2007-12-11 주식회사 영국전자 비전시스템 장치 및 이를 이용한 불량원료고무 검출방법
DE102012218481A1 (de) * 2012-10-10 2014-04-10 Kba-Kammann Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Ausrichten von Gegenständen
CN111186663A (zh) * 2020-02-17 2020-05-22 上海绿汤科技有限公司 智能垃圾分类设备

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