JP2019156566A - 塵芥収集車の塵芥集計システム - Google Patents

Abstract

【課題】塵芥投入箱に投入される塵芥の種類および個数を容易かつ速やかに集計することが可能な塵芥収集車の塵芥集計システムを提供する。【解決手段】塵芥投入口４の近傍をカメラ７によって撮影し、その画像のデータに基づいて、塵芥投入箱３に投入された塵芥Ｇの種類および個数を集計する塵芥収集車１００の塵芥集計システムにおいて、カメラ７によって撮影された画像における物体像から抽出した特徴を、予めメモリＭに記憶された塵芥特徴データと照合して、物体像が塵芥Ｇを表すものか否か判定する。塵芥Ｇを表すと判定された物体像が、塵芥投入箱３に投入されたか否か判定し、塵芥投入箱３に投入されたと判定された物体像の個数を、塵芥Ｇの種類ごとにカウントする。そして、カウントされた物体像の個数を、塵芥Ｇの種類ごとに塵芥収集データＤとして蓄積する。【選択図】図５

Description

本発明は、塵芥収集車の塵芥集計システムに関する。

従来より、塵芥収集車においては、車台の後部に設けられた塵芥投入箱内に塵芥積込装置が装備されており、塵芥投入箱内に塵芥投入口から投入される塵芥を、回転板や積込板などによって掻き込んで、塵芥収容箱への積み込みを行うようになっている。また、塵芥投入口に塵芥を投入する作業者などが、不注意によって塵芥積込装置に巻き込まれることを防止するために、塵芥投入口の近傍の人物を監視する監視システムが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

この特許文献１に記載の監視システムでは、塵芥投入箱の後方上部に撮像手段としてのカメラを配設して、塵芥投入口の近傍の所定エリアを撮影するようにしている。そして、塵芥積込装置の作動中にカメラによって撮影した画像のデータを画像処理装置に送信し、この画像において予め設定されている侵入禁止エリア内に人物が侵入したと判定すれば、塵芥積込装置の作動を停止させるようにしている。

特許第４２８３５６８号公報

ところで、従来では、ロードセル等を用いて、塵芥投入箱に塵芥を投入する際に塵芥の重量を計測し、塵芥投入箱に投入された塵芥の重量を集計することが行われている。しかし、ロードセル等によって計測された塵芥の種類の入力作業は作業者が手作業で行わなければならなかった。このため、塵芥収集作業の工数が増え、速やかな塵芥収集作業が困難になっていた。

本発明は、上述したような実情を考慮してなされたものであって、塵芥投入箱に投入される塵芥の種類および個数を容易かつ速やかに集計することが可能な塵芥収集車の塵芥集計システムを提供することを目的とする。

本発明は、上述の課題を解決するための手段を以下のように構成している。すなわち、本発明は、塵芥投入箱の内部に配設された塵芥積込装置を備え、前記塵芥投入箱の背面に開口する塵芥投入口の近傍をカメラによって撮影し、その画像のデータに基づいて、前記塵芥投入箱に投入された塵芥の種類および個数を集計する塵芥収集車の塵芥集計システムであって、前記カメラによって撮影された画像における物体像から抽出した特徴を、予め記憶部に記憶された塵芥特徴データと照合して、物体像が塵芥を表すものか否か判定する塵芥照合部と、前記塵芥照合部によって塵芥を表すと判定された物体像が、前記塵芥投入箱に投入されたか否か判定する塵芥投入判定部と、前記塵芥投入判定部によって前記塵芥投入箱に投入されたと判定された物体像の個数を、塵芥の種類ごとにカウントする塵芥カウント部と、前記塵芥カウント部によってカウントされた物体像の個数を、塵芥の種類ごとに塵芥収集データとして蓄積する塵芥データ蓄積部と、を備えていることを特徴としている。

上記構成によれば、カメラによって撮影された画像に基づいて、塵芥の種類ごとの投入個数を少なくとも含む塵芥収集データが自動的に作成されるので、作業者が手作業で入力作業を行っていた従来の構成に比べて、塵芥投入箱に投入される塵芥の種類および個数を容易かつ速やかに集計することができる。これにより、従来の構成に比べて、塵芥収集作業の工数を低減することができ、速やかな塵芥収集作業を実現することができる。

本発明において、前記塵芥特徴データには、指定ごみ袋の色情報が少なくとも含まれることが好ましい。この構成によれば、カメラによって撮影された画像における物体像から抽出した色に基づいて、物体像が塵芥（指定ごみ袋）を表すものであるか否かを容易に識別することができる。

本発明において、前記塵芥の種類は、物体像の大きさに基づいて複数に分類されることが好ましい。この構成によれば、カメラによって撮影された画像における物体像の大きさに基づいて、塵芥の種類が複数に分類されるので、塵芥の種類ごとに塵芥の重量を設定しておくことによって、塵芥収集車によって収集された塵芥の種類および個数から、塵芥収集車によって収集された塵芥の重量を容易に算出することができる。

本発明において、前記塵芥収集データとして、さらに、塵芥収集作業を行った場所の位置情報が含まれることが好ましい。この構成によれば、塵芥収集データに基づいて、塵芥収集作業を行った場所ごとに、塵芥収集車によって収集された塵芥の種類および個数を容易に認識することができる。

本発明において、前記塵芥データ蓄積部に蓄積された前記塵芥収集データを外部の管理サーバへ出力可能な塵芥データ出力部が備えられていることが好ましい。この構成によれば、外部の管理サーバにおいて、塵芥収集車によって収集された塵芥の種類および個数を容易に管理することができ、また、塵芥の種類および個数に基づいて、塵芥収集車によって収集された塵芥の重量を容易に管理することができる。

本発明に係る塵芥収集車の塵芥集計システムによれば、カメラによって撮影された画像に基づいて、塵芥の種類ごとの投入個数を少なくとも含む塵芥収集データが自動的に作成されるので、作業者が手動で入力作業を行っていた従来の構成に比べて、塵芥投入箱に投入される塵芥の種類および個数を容易かつ速やかに集計することができる。これにより、従来の構成に比べて、塵芥収集作業の工数を低減することができ、速やかな塵芥収集作業を実現することができる。

本発明の実施形態に係る塵芥収集車を示す側面図である。 塵芥収集車に装備された塵芥積込装置の作動の説明図である。 塵芥収集車の塵芥積込装置の油圧回路図である。 塵芥収集車の制御装置とその入出力状態を示す概略図である。 塵芥収集車の塵芥集計システムの概略構成を示す説明図である。 ごみ袋を塵芥投入口に積み込む作業者を斜め後方から示す説明図である。 カメラによって撮影された画像の一例を示す説明図である。 塵芥収集データの集計処理のルーチンの一例を示すフローチャートである。 塵芥識別処理の一例を示すフローチャートである。 塵芥収集データの一例を示す図である。

本発明を回転式の塵芥収集車に適用した実施形態について、図面を参照して説明する。なお、以下の説明においては、便宜上、塵芥収集車の前後左右を単に「前後左右」と言うこともある。

図１には、本発明の塵芥収集車の塵芥集計システムに適用される塵芥収集車１００を示している。塵芥収集車１００では、車台１上に塵芥収容箱２と塵芥投入箱３とが設けられており、塵芥収容箱２の後方の開口部と塵芥投入箱３の前面の開口部とが連通されている。また、塵芥投入箱３は、その上部に設けられた左右方向の枢軸３ａによって塵芥収容箱２に対して軸支されており、図示しない左右一対の傾動シリンダによって傾動されるようになっている。

また、塵芥投入箱３の背面における下寄りの部位には、塵芥Ｇ（図６、図７参照）を投入するための略矩形状の塵芥投入口４が開口され、昇降可能なテールゲート５によって、塵芥投入口４が開閉されるようになっている。塵芥投入口４の左側方には、塵芥積込装置の作動などの操作のためのスイッチボックス６が設けられている。また、塵芥投入口４の上方には、塵芥投入口４の近傍のエリアを撮影するようにカメラ７が配設されている。さらに、塵芥投入口４の上方には塵芥投入口４の近傍のエリアを照らすように作業灯８が配設されている。

図２に示すように、塵芥投入箱３の内部には、投入された塵芥Ｇを塵芥収容箱２に積み込む塵芥積込装置が装備されている。本実施形態の塵芥積込装置は、回転板（積込部材）１０の回転によって塵芥Ｇを掻き上げるとともに、押込板２０によって塵芥収容箱２内へと押し込む、いわゆる回転式の塵芥積込装置として構成されている。具体的には、塵芥投入箱３内の下部においてその幅方向に延びるように回転軸１１が架設され、これに回転板１０の基端側が固定されている。

図示の例では、回転軸１１の端部に減速機構１２を介して正逆回転可能な油圧モータ１３が連結されている。この油圧モータ１３の回転が減速機構１２によりトルクアップされて回転軸１１に伝達され、この回転軸１１と一体に回転板１０が回転されることで、その先端部は、断面略半円弧状に形成された塵芥投入箱３の底壁に沿って前後方向に移動するようになる。

一方、押込板２０は、回転板１０の上方において塵芥投入箱３の幅方向全体に亘って設けられ、その上部に設けられた左右方向の揺動軸２１の周りに前後方向に揺動自在に支持されている。また、押込板２０には、揺動軸２１よりも上方に延びる延設部２２が設けられ、この延設部２２とその前方の支持ピン２３との間に押込シリンダ２４が架設されており、その伸縮作動によって押込板２０を前後方向に揺動させるようになっている。

具体的には、図２に実線で示すように、押込板２０が塵芥収容箱２の側に最も揺動した位置（前進限界位置）にあるときは、この押込板２０に干渉することなく回転板１０が上方に回動するようになり、これに遅れて押込板２０が塵芥投入口４側へ揺動する。そして、押込板２０が塵芥投入口４側に最も揺動し、図２に仮想線で示す後退限界位置に達した後も、回転板１０の回動は継続される。

このようにして回転する回転板１０は、塵芥Ｇを塵芥収容箱２側に掻き込んで、図２に実線で示すように、前方の塵芥収容箱２側に延びる設定停止位置に一旦、停止する。そうすると、今度は押込板２０が塵芥収容箱２側に揺動して、回転板１０上の塵芥Ｇを塵芥収容箱２に押し込んでいく。そして、押込板２０が再び前進限界位置に達すると、再び回転板１０が上方へ回動するようになる。

このように互いに同期して回転板１０の回転および押込板２０の揺動が繰り返されることによって、塵芥投入箱３に投入された塵芥Ｇが連続的に塵芥収容箱２に積み込まれる塵芥積込作動が行われる。このように回転板１０および押込板２０を作動させるための油圧回路および電子制御装置（制御系）の構成については後述する。

塵芥投入箱３の内部には、回転板１０および押込板２０の位置を検出するためのスイッチＬＳ１〜ＬＳ４が設けられている。具体的には、図２に示すように、押込板２０が前進限界位置または後退限界位置にあるときにそれぞれオンになるスイッチＬＳ１，ＬＳ２と、回転板１０が設定停止位置にあるときにオンになるスイッチＬＳ３と、その設定停止位置から回転板１０が正の向き（図１の時計回り）に所定角度回転したときにオンになり、さらに所定角度回転したときにオフになるスイッチＬＳ４とが設けられている。

なお、スイッチＬＳ１，ＬＳ２は、押込板２０の揺動軸２１の端部に設けられた図示しないドグを検出するようになっており、スイッチＬＳ３〜ＬＳ４は、回転板１０の回転軸１１の端部に設けられた図示しないドグを検出するようになっている。また、これらのスイッチＬＳ１〜ＬＳ４としては、例えばリミットスイッチ、光電スイッチ、近接スイッチなどを用いることができる。また、スイッチＬＳ４は、図２にハッチングで示すように、回転板１０が塵芥投入口４の前縁部４ａの真下から、その後方へ回転しつつ下降して塵芥投入口４の後縁部４ｂに最も近接するまでの角度範囲Ｚを検出するもので、回転板１０が塵芥投入口４の近傍にて作動していることを検出するためのセンサである。

さらに、図１、図２に示すように、塵芥投入口４の近傍には、塵芥積込装置の作動を停止させるための緊急停止ボタン６０，６１や、緊急停止プレート６２などが配設されている。図１に示すように、塵芥投入口４の左側のスイッチボックス６に緊急停止ボタン６０が配設され、また、図２に破線で示すように、塵芥投入口４の右側に緊急停止ボタン６１が配設されている。緊急停止プレート６２は、塵芥投入口４の下方においてスイッチＳＷ３をオンオフするように配設されている。

−塵芥積込装置の制御系−
次に、図３、図４を参照して、塵芥積込装置を作動させるための制御系について説明する。この制御系は、塵芥積込装置の油圧モータ１３や、押込シリンダ２４などに供給する油圧を制御する油圧回路と、この油圧回路に設けられた電磁制御弁Ｖ１，Ｖ２に制御信号を出力する制御装置ＰＬＣ（プログラマブル ロジック コントローラ）とを備えている。

まず、図３を参照して油圧回路について説明する。この油圧回路は、油圧ポンプＰと、オイルリザーバＴと、押込シリンダ２４を制御するための電磁制御弁Ｖ１と、油圧モータ１３を制御するための電磁制御弁Ｖ２とを備えている。なお、油圧ポンプＰには、図示しないエンジンの駆動力がＰＴＯ（パワー テイク オフ）を介して伝達されるようになっている。

一例として、電磁制御弁Ｖ１，Ｖ２は、いずれも６ポート３位置の電磁式の方向切替弁からなる。電磁制御弁Ｖ１は、制御装置ＰＬＣによりソレノイドＳＯＬａが励磁されると第１連通位置（図３の上位置）に切り替わって、油圧ポンプＰからの作動油を一対の押込シリンダ２４のロッド側油室に供給する。一方、電磁制御弁Ｖ１は、制御装置ＰＬＣによりソレノイドＳＯＬｂが励磁されると第２連通位置（図３の下位置）に切り替わって、作動油をヘッド側油室に供給する。

そして、電磁制御弁Ｖ１から作動油がヘッド側油室に供給されると、一対の押込シリンダ２４が伸長作動して押込板２０を前方に揺動させる。一方、作動油がロッド側油室に供給されると、一対の押込シリンダ２４は収縮作動して、押込板２０を後方に揺動させる。また、いずれのソレノイドＳＯＬａ，ＳＯＬｂも励磁されていないときに、電磁制御弁Ｖ１は中立位置（図３の中央位置）に復帰するようになる。

電磁制御弁Ｖ２は、ソレノイドＳＯＬｃが励磁されると第１連通位置（図３の下位置）に切り替わって、作動油を油圧モータ１３の正転側油室に供給し、当該油圧モータ１３を正転作動させるほか、押込シリンダ２４も伸縮作動させることができる。一方、ソレノイドＳＯＬｄが励磁されると電磁制御弁Ｖ２は第２連通位置（図３の上位置）に切り替わって、作動油を油圧モータ１３の逆転側油室に供給し、当該油圧モータ１３を逆転作動させる。

また、いずれのソレノイドＳＯＬｃ，ＳＯＬｄも励磁されていないときに、電磁制御弁Ｖ２は中立位置（図３の中央位置）に復帰するようになる。電磁制御弁Ｖ１，Ｖ２の両方が中立位置にあるとき、作動油はオイルリザーバＴへ還流するようになる。なお、図示の油圧回路において、符号Ｖ３はチェック弁であり、また、符号Ｖ４は、油圧ポンプＰの吐出圧の上限を設定するためのリリーフ弁である。

次に、図４を参照して制御装置ＰＬＣなどの信号の入出力状態について説明する。まず、制御装置ＰＬＣへの電力供給は図４の左上（図４のモニタ９３の下方）に示すバッテリＢＴによって行われる。このバッテリＢＴの正極から図４の右側に延びてグランドラインＫ１に至る通電ラインＫ２には、塵芥収集車１００のキースイッチＳＷＫ、ＰＴＯスイッチＳＷＰ、リレーコイルＣＲ１などが介設されている。

また、キースイッチＳＷＫおよびバッテリＢＴの中間において通電ラインＫ２から分岐するように、通電ラインＫ３の上流端が接続されており、その上流側（バッテリＢＴに近い側）にはリレーコイルＣＲ１の接点ｃｒ１が介設されている。この通電ラインＫ３には電源ランプＬが介設されており、リレーコイルＣＲ１がオンになって接点ｃｒ１が閉じられると、通電ラインＫ３に通電することによって電源ランプＬが点灯する。

また、リレーコイルＣＲ１の接点ｃｒ１および電源ランプＬの中間において通電ラインＫ３から分岐するように、通電ラインＫ４の上流端が接続されており、これにより制御装置ＰＬＣの信号用電力供給部（図示せず）に電力が供給されるようになっている。つまり、接点ｃｒ１が閉じられると、通電ラインＫ３，Ｋ４を介して制御装置ＰＬＣに電力が供給される。

さらに、通電ラインＫ４から分岐する通電ラインＫ５によって、塵芥積込装置の塵芥積込作動中には必ず制御装置ＰＬＣに通電されるようになっている。つまり、通電ラインＫ５は、いわゆる積込継続信号を入力するラインであり、ここには、上述した緊急停止ボタン６０，６１および緊急停止プレート６２の操作に対応して開閉されるスイッチＳＷ１〜ＳＷ３などが介設されている。これらのスイッチＳＷ１〜ＳＷ３によって通電（つまり、積込継続信号の入力）が遮断されると、制御装置ＰＬＣの作動が停止される。これにより、電磁制御弁Ｖ１，Ｖ２のソレノイドＳＯＬａ〜ＳＯＬｄを励磁させるための制御装置ＰＬＣからの制御信号の出力が全て途絶えて、電磁制御弁Ｖ１，Ｖ２が中立位置に復帰するようになり、塵芥積込装置の作動が停止されるようになっている。

また、通電ラインＫ４にはその途中から分岐する複数の分岐ラインが接続されており、これらの分岐ラインのそれぞれに、上述したスイッチＬＳ１〜ＬＳ４が介設されている。スイッチＬＳ１〜ＬＳ４からの信号は制御装置ＰＬＣに入力されるようになっており、これらの信号に基づいて塵芥積込装置の回転板１０および押込板２０の位置、言い換えれば作動状況が検出される。

さらに、スイッチＬＳ１〜ＬＳ４の他にも制御装置ＰＬＣへの入力側には、図示しない塵芥積込装置の始動および停止スイッチ、塵芥積込作動の単動または連続の選択スイッチ、塵芥積込作動および塵芥排出作動の選択スイッチ、回転板１０や押込板２０を単独で作動させるスイッチ、塵芥投入箱３を傾動させて開放するスイッチなども接続されている。

上述のように各種スイッチが入力側に接続されている一方、制御装置ＰＬＣの出力側には、上述した電磁制御弁Ｖ１，Ｖ２のソレノイドＳＯＬａ〜ＳＯＬｄなどが接続されている。そして、制御装置ＰＬＣは、スイッチＳＷ１〜ＳＷ３，ＬＳ１〜ＬＳ４などから入力する信号に基づいて、予め設定された手順に従い、油圧モータ１３や押込シリンダ２４などを作動させるべく、対応するソレノイドＳＯＬａ〜ＳＯＬｄに出力するようにプログラムされている。

具体的には、塵芥積込装置が塵芥積込作動するときには、通電ラインＫ２上のキースイッチＳＷＫおよびＰＴＯスイッチＳＷＰがいずれも閉じられて、リレーコイルＣＲ１に通電される。これにより、リレーコイルＣＲ１の接点ｃｒ１が閉じられるので、通電ラインＫ３〜Ｋ５によって通電されることにより、制御装置ＰＬＣが作動可能な状態になって適宜、ソレノイドＳＯＬａ〜ＳＯＬｄに制御信号を出力するようになる。

この制御信号を受けてソレノイドＳＯＬａ〜ＳＯＬｄが励磁され、電磁制御弁Ｖ１，Ｖ２の位置が適宜、切り替えられることで、油圧モータ１３や押込シリンダ２４などに作動油圧が供給される。これにより、油圧モータ１３や押込シリンダ２４などがそれぞれ作動し、上述したように、回転板１０の回転および押込板２０の揺動が互いに同期して繰り返されることになる。

詳細には、まず図２に実線で示すように押込板２０が前進限界位置にあって、スイッチＬＳ１からオン信号が出力されるとともに、回転板１０が設定停止位置にあって、スイッチＬＳ３からもオン信号が出力されるときに、始動スイッチの信号を受けた制御装置ＰＬＣから制御信号が出力され、電磁制御弁Ｖ２が第１連通位置に切り替えられて、油圧モータ１３が正転作動を開始する。これにより、回転板１０は上方に回動し始める。

そして、所定の期間が経過すると制御装置ＰＬＣから電磁制御弁Ｖ１のソレノイドＳＯＬａへ制御信号が出力されて、電磁制御弁Ｖ１が第１連通位置に切り替えられ、押込シリンダ２４が収縮作動を開始する。これにより押込板２０は後方の塵芥投入口４側へ揺動するようになり、この押込板２０が後退限界位置に達すると、スイッチＬＳ２からオン信号が出力される。

これを受けて制御装置ＰＬＣがソレノイドＳＯＬａへの制御信号の出力を停止することで、電磁制御弁Ｖ１が中立位置に復帰し、押込板２０の揺動が停止する。また、そうして押込板２０が揺動している間も回転板１０の回動は継続しており、塵芥Ｇを塵芥収容箱２側に掻き込んでゆくが、こうして回動する押込板２０が設定停止位置に至り、スイッチＬＳ３からオン信号が出力される。

これを受けて制御装置ＰＬＣが、電磁制御弁Ｖ２のソレノイドＳＯＬｃへの制御信号の出力を停止することで、電磁制御弁Ｖ２が中立位置に復帰し、油圧モータ１３の回動が停止する。また、制御装置ＰＬＣは、電磁制御弁Ｖ１のソレノイドＳＯＬｂへ制御信号を出力し、電磁制御弁Ｖ１が第２連通位置に切り替えられて、押込シリンダ２４が伸長作動を開始することで、押込板２０が前方へ揺動し始める。

こうして前方の塵芥収容箱２側に揺動する押込板２０が、回転板１０上の塵芥Ｇを塵芥収容箱２に押し込んでいき、前進限界位置に達すれば、スイッチＬＳ１からオン信号が出力される。これを受けて制御装置ＰＬＣがソレノイドＳＯＬｂへの制御信号の出力を停止することで、電磁制御弁Ｖ１が中立位置に復帰し、押込シリンダ２４の伸長作動、つまり、押込板２０の前方への揺動が停止し、一連の動作が終了する。

また、図４に示すように、通電ラインＫ４から分岐する通電ラインＫ６には、画像処理ユニット９が介設されている。画像処理ユニット９には、所定のプログラムを実行して各種の制御を行う中央処理部ＣＰＵ、カメラ７からの画像データを取得して、公知の画像処理を行う画像処理部ＤＳＰ、中央処理部ＣＰＵや画像処理部ＤＳＰにおいて使用されるデータを記憶する記憶部としてのメモリＭ、中央処理部ＣＰＵの指令を受けてモニタ９３に画像処理の結果などを表示させる画像出力部ＶＯＰ、カメラ７の制御を行う図示しないカメラ制御部などが設けられている。画像処理部ＤＳＰは、公知の画像処理ロジックを高速で行う一般的な集積回路であり、例えば図８のフローチャートに示すような塵芥収集データの集計処理のルーチンを実行する。また、画像処理ユニット９の出力側（図４の右側）には、作業灯８およびパイロットランプ９１が接続されており、その点灯制御が行われる。

また、図５〜図７に示すように、塵芥投入箱３の背面の上部、言い換えれば、塵芥投入口４の上方にはカメラ７が配設され、その撮像レンズ７０が後方の斜め下に向けられている。図５〜図７には、塵芥投入口４の近傍に立った人物Ｈ（作業者）が両腕を前方に伸ばして、塵芥Ｇ（図６、図７では、ごみ袋）を積み込む様子が示されている。カメラ７は本来、塵芥収集車１００の運転者が後方を監視するためのバックカメラとして用いられるものであり、図７に一例を示すように塵芥投入口４およびその後方の所定範囲を撮影するようになっている。

カメラ７の撮像レンズ７０の光軸Ａは、塵芥投入口４の後方を撮影するために、鉛直下向きから後方に振り向けられて、塵芥投入口４の近傍の人物Ｈおよび塵芥Ｇを上方から撮影するようになっている。また、そのカメラ７の下方に配設された作業灯８も後方斜め下向きとされ、撮像レンズ７０の光軸Ａと略平行に光を照射して、人物Ｈおよび塵芥Ｇをカメラ７の撮影する方向に略正面から照射するようになっている。

このようにして略正面から照明光を当てるようにすれば、人物Ｈおよび塵芥Ｇの姿勢が多少、変化してもその見え方が大きく変化することはないので、夜間や地下スペースなどの暗い場所でも、撮影した画像中における人物Ｈおよび塵芥Ｇの物体像の変化はあまり大きくならない。また、カメラ７の下方に作業灯８を配設しているので、雨風による作業灯８の汚れを抑制できる上に、そのオンオフを作業者などが視認しやすい。

そして、図４に示すように、カメラ７は、信号分配器９２を介して監視用のモニタ９３および画像処理ユニット９（画像処理装置であり、例えば図１に破線で示すように、運転席周辺に配設されている）に接続されている。このモニタ９３は、塵芥収集車１００の運転者にカメラ７の画像を提供するものであり、それと同じ画像が画像処理ユニット９に送信されるようになっている。また、図５に示すように、画像処理ユニット９には、上述した中央処理部ＣＰＵ、画像処理部ＤＳＰ、メモリＭ、画像出力部ＶＯＰに加え、位置情報取得部９ａ、塵芥照合部９ｂ、塵芥投入判定部９ｃ、塵芥カウント部９ｄ、塵芥データ蓄積部９ｅ、塵芥データ出力部９ｆなどが設けられている。さらに、図５に示すように、画像処理ユニット９は、ネットワーク２００に無線通信３００を介して接続されている。このネットワーク２００には、管理サーバ（集計サーバ）４００が接続されている。

−塵芥収集データの集計処理のルーチン−
次に、図８のフローチャートを参照して、画像処理ユニット９で実行される塵芥収集データの集計処理のルーチンについて説明する。まず、スタート後のステップＳ１において、塵芥収集データの集計処理が開始されたか否かが判定される。この判定では、例えばスイッチボックス６に設けられた図示しない集計モードスイッチが操作された場合には、その集計モードスイッチの操作に基づいて、塵芥収集データの集計処理が開始されたと判定することが可能である。作業者はごみ収集場所等において塵芥収集作業を開始する際に、スイッチボックス６の集計モードスイッチを操作すればよい。そして、塵芥収集データの集計処理が開始された場合（ＹＥＳ）、ステップＳ２へ進む。なお、上記以外の手段によって、塵芥収集データの集計処理を開始してもよい。例えば、スイッチ操作等は必須ではなく、塵芥積込装置の作動開始とともに、塵芥収集データの集計処理を開始してもよい。

ステップＳ２において、塵芥収集作業を行う塵芥収集車１００の位置情報が取得される。塵芥収集車１００の位置情報は、例えば図示しないＧＰＳ衛星からの電波を位置情報取得部９ａによって受信することにより取得することが可能である。そして、取得した塵芥収集車１００の位置情報を塵芥データ蓄積部９ｅに記憶させる。

次に、ステップＳ３において、塵芥識別処理が行われる。この塵芥識別処理の詳細について、図９のフローチャートを参照して説明する。まず、スタート後のステップＳ２１において、カメラ７から入力される画像のデータが取得される。つまり、カメラ７によって撮影された画像のデータを取得する。ステップＳ２２において、取得した入力画像データに対する二値化処理が行われる。この二値化処理は、例えば、入力画像データについて各画素毎の輝度値が予め設定された閾値以上である場合に最大輝度値とし、閾値未満であれば最小輝度値とする処理である。生成される二値化画像データは、ノイズや光量変化の影響の多くが除去されたものとなる。なお、こうして二値化処理を行う一方で、入力画像データはメモリＭに一時保持しておき、これに含まれる色情報を後述する塵芥Ｇの判定（ステップＳ２４）に使用する。あるいは、入力画像データについてカラー二値化処理も行い、各画素毎の色相値が予め設定された範囲にあるものを色情報として抽出する一方、それ以外は色相の情報を削除するようにしてもよい。

次に、ステップＳ２３において、ラベリング処理が行われる。このラベリング処理は、二値化画像データにおいて互いに近接する各画素を領域化するものであり、例えば同じ輝度値に属するとともに、所定距離内で密接する複数の画素について１つの領域とみなす処理である。ラベリング処理は画像平面全体について行われ、これにより１つの領域とされたものが、それぞれ物体像として認識される。

そして、ステップＳ２４において、それぞれの物体像について塵芥照合処理が行われる。具体的には、それぞれの物体像から抽出した特徴（例えば、色、形状、大きさなど）を、予めメモリＭに記憶された塵芥特徴データと照合して、物体像が塵芥Ｇを表すものか否かが判定される。本実施形態では、塵芥投入口４の上方に配設したカメラ７によって、下方の塵芥投入口４近傍を撮影するようにしているので、その画像には、図７に一例を示すように人物Ｈによって積み込まれる塵芥Ｇ（図７では、ごみ袋）が表示される。そこで、塵芥特徴データを参照し、この塵芥特徴データの条件を満たすような物体像を、塵芥Ｇであると判定する。塵芥特徴データは、予め多くの塵芥Ｇの画像を撮影して、その色、形状、大きさ等の特徴を抽出したものであり、画像処理ユニット９のメモリＭに格納されている。

ステップＳ２４の塵芥照合処理で用いられる塵芥特徴データ（色、形状、大きさ）としては、例えば次のようなものが挙げられる。塵芥Ｇの色の場合、自治体ごとに所定の色のごみ袋が指定されているため、その指定ごみ袋の色情報（例えばＲＧＢ値）を塵芥特徴データとして登録しておけばよい。塵芥Ｇの形状の場合、作業者によって塵芥投入口４に投入される際の指定ごみ袋の形状が、例えば略円形状、略楕円形状、略多角形状等になることから、指定ごみ袋の形状の情報（例えば円形、楕円形、多角形等）を塵芥特徴データとして登録しておけばよい。塵芥Ｇの大きさの場合、作業者によって塵芥投入口４に投入される際の指定ごみ袋の最小サイズおよび最大サイズの情報（例えば画素数）を塵芥特徴データとして登録しておけばよい。

ステップＳ２４の塵芥照合処理で用いられる物体像の色は、例えばステップＳ２２で抽出された色情報に基づいて決定される。また、塵芥照合処理で用いられる物体像の形状は、例えば物体像を形成する領域の外形に基づいて決定される。また、塵芥照合処理で用いられる物体像の大きさは、例えば物体像に含まれる画素数や、物体像を形成する領域の外形の大きさに基づいて算出される。

そして、ステップＳ２４の塵芥照合処理では、塵芥特徴データ（色、形状、大きさ）の条件を満たしていない物体像は、塵芥Ｇではないと識別される。具体的には、物体像の色が、塵芥特徴データとして登録された指定ごみ袋の色情報と異なる場合、その物体像は塵芥Ｇではないと判定される。また、物体像の形状が、塵芥特徴データとして登録された指定ごみ袋の形状と異なる場合、その物体像は塵芥Ｇではないと判定される。また、物体像の大きさが、塵芥特徴データとして登録された指定ごみ袋の最大サイズよりも大きい場合、または最小サイズよりも小さい場合、その物体像は塵芥Ｇではないと判定される。

例えば、物体像の色が指定ごみ袋の色情報と同じ場合でも、その形状が棒状であったり、中空の形状であったりした場合には、その物体像は塵芥Ｇではないと判定される。また、例えば物体像の色が指定ごみ袋の色情報と同じであり、かつ物体像の形状が略円形である場合でも、その大きさが、指定ごみ袋の最大サイズを超えていれば、その物体像は塵芥Ｇではないと判定される。

一方、塵芥特徴データ（色、形状、大きさ）の条件を満たしている物体像は、塵芥Ｇであると識別される。この場合、物体像から抽出した特徴（色、形状、大きさ）が塵芥特徴データと完全には一致していない場合であっても、物体像が塵芥Ｇであると判定してもよい。例えば、物体像から抽出した色のＲＧＢ値の各値が、塵芥特徴データの色情報のＲＧＢ値の±５の範囲内に含まれていれば、物体像が塵芥Ｇであると判定することが可能である。そして、塵芥投入口４に投入される塵芥Ｇの重量を算出するために、塵芥Ｇであると識別された物体像を、その大きさに基づいて複数（例えば５種類）に分類する。例えば物体像の画素数に基づいて、塵芥Ｇであると識別された物体像が、極小サイズの指定ごみ袋Ｇ１、小サイズの指定ごみ袋Ｇ２、中サイズのごみ袋Ｇ３、大サイズの指定ごみ袋Ｇ４、および極大サイズの指定ごみ袋Ｇ５の５つの種類に分類される（図１０参照）。

図８のフローチャートに戻り、ステップＳ３（図９のステップＳ２１〜Ｓ２４）の塵芥識別処理の後、ステップＳ４において、検知エリアＹ１内で塵芥Ｇが検出されたか否かが判定される。この判定は、物体像を形成する領域の外形をなす画素の位置座標が、検知エリアＹ１（図７に破線で示す）内に、一部分でも含まれているか（入っているか）否かによって行うことが可能である。そして、検知エリアＹ１内に、塵芥Ｇであると識別された物体像が検出された場合（ＹＥＳ）、ステップＳ５へ進む。一方、塵芥Ｇと識別された物体像が検知エリアＹ１内で検出されなかった場合や、ステップＳ３の塵芥識別処理で塵芥Ｇであると識別された物体像が得られなかった場合（ＮＯ）、ステップＳ３へ戻って塵芥識別処理を再度行う。ステップＳ４の判定で用いられる検知エリアＹ１は、例えば図７に示すように、塵芥投入口４を含む略矩形のエリアに設定することが可能である。この検知エリアＹ１は、作業者が通常の塵芥収集作業を行うエリアを考慮して設定することが可能である。

次に、ステップＳ５において、塵芥Ｇが塵芥投入箱３へ投入されたか否かが判定される。この判定は、物体像を形成する領域の外形をなす画素の位置座標が、塵芥投入エリアＹ２（図７に実線で示す）内に、一部分でも含まれているか（入っているか）否かによって行うことが可能である。そして、塵芥投入エリアＹ２内に、塵芥Ｇであると識別された物体像が検出された場合（ＹＥＳ）、ステップＳ６へ進む。一方、塵芥投入エリアＹ２内に、塵芥Ｇと識別された物体像が検出されなかった場合（ＮＯ）、ステップＳ３へ戻って塵芥識別処理を再度行う。ステップＳ５の判定で用いられる塵芥投入エリアＹ２は、例えば塵芥投入口４の前縁部４ａと後縁部４ｂとの間のエリアに設定することが可能である。この塵芥投入エリアＹ２は、例えば図７に示すように、塵芥投入口４の周縁部（前縁部４ａ、後縁部４ｂ、左縁部４ｃ、右縁部４ｄ）によって囲われたエリアに設定することが可能である。

次に、ステップＳ６において、塵芥カウント部９ｄによって塵芥投入箱３へ投入された塵芥Ｇの個数のカウント処理が行われる。この場合、塵芥識別処理で識別された塵芥Ｇの種類（例えば上述したＧ１〜Ｇ５の５種類）ごとに塵芥投入箱３への投入個数がカウントされる。そして、カウントした塵芥Ｇの種類ごとの塵芥投入箱３への投入個数を塵芥データ蓄積部９ｅに記憶させる。

次に、ステップＳ７において、塵芥収集データの集計処理が終了されたか否かが判定される。この判定では、スイッチボックス６の上記集計モードスイッチが操作された場合には、その操作に基づいて、塵芥収集データの集計処理が終了されたと判定することが可能である。作業者はごみ収集場所等において塵芥収集作業を終了する際に、スイッチボックス６の集計モードスイッチを操作すればよい。そして、塵芥収集データの集計処理が終了された場合（ＹＥＳ）、ステップＳ８へ進み、集計処理が終了されていない場合（ＮＯ）、ステップＳ３へ戻って、上述した手順を繰り返す。

次に、ステップＳ８において、塵芥データ蓄積部９ｅによって塵芥収集データＤの作成処理が行われる。塵芥収集データＤは、例えば図１０に示すように、塵芥収集作業のＩＤ番号、塵芥収集作業の場所、塵芥収集作業の時刻、塵芥Ｇの種類（図１０では、Ｇ１〜Ｇ５の５種類）ごとの投入個数が記入されたデータである。そして、作成された塵芥収集データＤを塵芥データ蓄積部９ｅに記憶させる。図１０の塵芥収集データＤには、５件分（５行分）のデータ、言い換えれば、５箇所で塵芥収集作業を行った場合のデータが作成されている。このように、位置情報および塵芥Ｇの種類ごとの投入個数を少なくとも含む塵芥収集データＤが、塵芥収集作業を行う度に１件ずつ（１行ずつ）蓄積されるようになっている。塵芥データ蓄積部９ｅに蓄積された塵芥収集データＤは、塵芥データ出力部９ｆから無線通信３００によって、ネットワーク２００に接続された管理サーバ４００へ出力可能になっている。このため、塵芥収集車１００が収集作業を終えて管理センター等に戻った際に、塵芥収集データＤを塵芥データ出力部９ｆから管理サーバ４００へ送信すればよい。なお、管理サーバ４００へ出力された塵芥収集データＤは、塵芥データ蓄積部９ｅから削除してもよいし、あるいは、塵芥データ蓄積部９ｅに蓄積しておいてもよい。

上述したように、塵芥収集車の塵芥集計システムでは、カメラ７によって撮影された画像における物体像から抽出した特徴（例えば色や、形状）を、塵芥特徴データと照合して、物体像が塵芥Ｇを表すものか否かを識別し、塵芥Ｇを表すと識別された物体像が、塵芥投入箱３に投入されたか否か判定している。そして、塵芥投入箱３に投入されたと判定された物体像の個数を、塵芥Ｇの種類ごとにカウントし、カウントされた物体像の個数を、塵芥Ｇの種類ごとに塵芥収集データＤとして蓄積している。

本実施形態によれば、カメラ７によって撮影された画像に基づいて、塵芥Ｇの種類ごとの投入個数を少なくとも含む塵芥収集データＤが自動的に作成されるので、作業者が手作業で入力作業を行っていた従来の構成に比べて、塵芥投入箱３に投入される塵芥Ｇの種類および個数を容易かつ速やかに集計することができる。これにより、従来の構成に比べて、塵芥収集作業の工数を低減することができ、速やかな塵芥収集作業を実現することができる。そして、塵芥収集データＤを塵芥データ出力部９ｆから外部の管理サーバ４００へ出力することによって、塵芥収集車１００によって収集された塵芥Ｇの種類および個数を容易に認識することができ、また、塵芥Ｇの種類および個数に基づいて、塵芥収集車１００によって収集された塵芥Ｇの重量を容易に算出することができる。つまり、カメラ７によって撮影された画像における物体像の大きさに基づいて、塵芥Ｇの種類が複数に分類されるので、塵芥Ｇの種類ごとに塵芥Ｇの重量を設定しておくことによって、塵芥収集車１００によって収集された塵芥Ｇの種類および個数から、塵芥収集車１００によって収集された塵芥Ｇの重量を容易に算出することができる。

また、塵芥特徴データには、自治体ごとに指定される指定ごみ袋の色情報が少なくとも含まれるので、カメラ７によって撮影された画像における物体像から抽出した色に基づいて、物体像が塵芥Ｇ（指定ごみ袋）を表すものであるか否かを容易に識別することができる。

また、塵芥収集データＤには、塵芥収集作業を行った場所の位置情報が含まれるので、塵芥収集データＤに基づいて、塵芥収集作業を行った場所ごとに、塵芥収集車１００によって収集された塵芥Ｇの種類および個数を容易に認識することができる。

また、塵芥データ蓄積部９ｅに蓄積された塵芥収集データＤを管理サーバ４００へ出力可能な塵芥データ出力部９ｆが備えられているので、外部の管理サーバ４００において、塵芥収集車１００によって収集された塵芥Ｇの種類および個数を容易に管理することができ、また、塵芥Ｇの種類および個数に基づいて、塵芥収集車１００によって収集された塵芥の重量を容易に管理することができる。

−その他の実施形態−
今回、開示した実施形態は全ての点で例示であって、限定的な解釈の根拠となるものではない。本発明の技術的範囲は、前記した実施形態のみによって解釈されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて画定される。また、本発明の技術的範囲には、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれる。

上述したカメラ７によって撮影された画像における物体像から抽出した特徴（色、形状、大きさ）は一例であって、これ以外の特徴を抽出してもよい。また、上述した塵芥特徴データは一例であって、これ以外の特徴データを含めてもよい。また、塵芥特徴データを自治体ごとに指定される指定ごみ袋の色情報のみとし、カメラ７によって撮影された画像における物体像から色のみを抽出してもよい。

上記実施形態では、カメラ７によって撮影された画像における物体像から抽出した色に基づいて、自治体ごとに指定される指定ごみ袋を検出したが、指定ごみ袋以外の塵芥Ｇを検出し、その個数をカウントしてもよい。例えば、指定ごみ袋に加えて、指定外のごみ袋も検出してもよい。この場合、例えば、カメラ７によって撮影された画像における物体像から抽出した形状に基づいて、指定外のごみ袋を検出し、その物体像から抽出した大きさに基づいて、指定外のごみ袋の種類（サイズ）を検出してもよい。また、例えば、指定ごみ袋に加えて、ダンボール等を検出してもよい。

上述した塵芥Ｇの種類は一例であって、上記以外の分類を採用してもよい。例えば、カメラ７によって撮影された画像における物体像から抽出した大きさに基づいて、小サイズの指定ごみ袋、中サイズのごみ袋、および大サイズの指定ごみ袋のように、３つの種類に分類してもよい。あるいは、指定ごみ袋以外の塵芥Ｇを検出する場合、カメラ７によって撮影された画像における物体像から抽出した形状に基づいて、塵芥Ｇの種類を分類してもよい。

上述した検知エリアＹ１および塵芥投入エリアＹ２は一例であって、上記以外のエリアを採用してもよい。例えば、塵芥投入口４の後縁部４ｂよりも前方側のエリアを塵芥投入エリアＹ２として設定してもよい。この場合、ステップＳ５の判定で、上述した物体像を形成する領域の外形をなす画素の位置座標が、塵芥投入口４の後縁部４ｂよりも前方側に含まれている場合には、塵芥投入エリアＹ２に塵芥Ｇであると識別された物体像が検出されたと判定すればよい。

上述した塵芥収集データＤは一例であって、ＩＤ番号や、位置情報、時刻を含まないデータであってもよい。あるいは、塵芥収集データＤに、作業者の情報や、年月日等を含めてもよい。例えば、塵芥収集データＤとして、塵芥Ｇの種類ごとの個数のみを含むデータを作成してもよい。また、例えば、塵芥収集データＤとして、ロードセルによって測定した塵芥の重量を含むデータを作成してもよい。

上記実施形態では、いわゆる回転式の塵芥積込装置を装備した塵芥収集車１００の塵芥集計システムとして本発明を具現化した場合について説明しており、塵芥積込装置の主要部は回転板１０および押込板２０により構成されている。しかし、これに限らず、塵芥積込装置の主要部は昇降板および押込板によって構成されていてもよく、その構造を特に限定するものではない。

本発明は、塵芥投入箱に投入された塵芥の種類および個数を集計する塵芥収集車の塵芥集計システムに利用可能である。

１ 車台
２ 塵芥収容箱
３ 塵芥投入箱
４ 塵芥投入口
７ カメラ
９ 画像処理ユニット（画像処理装置）
９ａ 位置情報取得部
９ｂ 塵芥照合部
９ｃ 塵芥投入判定部
９ｄ 塵芥カウント部
９ｅ 塵芥データ蓄積部
９ｆ 塵芥データ出力部
１００ 塵芥収集車
Ｄ 塵芥収集データ
Ｍ メモリ（記憶部）

Claims (5)

1. 塵芥投入箱の内部に配設された塵芥積込装置を備え、
   前記塵芥投入箱の背面に開口する塵芥投入口の近傍をカメラによって撮影し、その画像のデータに基づいて、前記塵芥投入箱に投入された塵芥の種類および個数を集計する塵芥収集車の塵芥集計システムであって、
   前記カメラによって撮影された画像における物体像から抽出した特徴を、予め記憶部に記憶された塵芥特徴データと照合して、物体像が塵芥を表すものか否か判定する塵芥照合部と、
   前記塵芥照合部によって塵芥を表すと判定された物体像が、前記塵芥投入箱に投入されたか否か判定する塵芥投入判定部と、
   前記塵芥投入判定部によって前記塵芥投入箱に投入されたと判定された物体像の個数を、塵芥の種類ごとにカウントする塵芥カウント部と、
   前記塵芥カウント部によってカウントされた物体像の個数を、塵芥の種類ごとに塵芥収集データとして蓄積する塵芥データ蓄積部と、を備えていることを特徴とする塵芥収集車の塵芥集計システム。
2. 請求項１に記載の塵芥収集車の塵芥集計システムにおいて、
   前記塵芥特徴データには、指定ごみ袋の色情報が少なくとも含まれることを特徴とする塵芥収集車の塵芥集計システム。
3. 請求項１または２に記載の塵芥収集車の塵芥集計システムにおいて、
   前記塵芥の種類は、物体像の大きさに基づいて複数に分類されることを特徴とする塵芥収集車の塵芥集計システム。
4. 請求項１〜３のいずれか１つに記載の塵芥収集車の塵芥集計システムにおいて、
   前記塵芥収集データとして、さらに、塵芥収集作業を行った場所の位置情報が含まれることを特徴とする塵芥収集車の塵芥集計システム。
5. 請求項１〜４のいずれか１つに記載の塵芥収集車の塵芥集計システムにおいて、
   前記塵芥データ蓄積部に蓄積された前記塵芥収集データを外部の管理サーバへ出力可能な塵芥データ出力部が備えられていることを特徴とする塵芥収集車の塵芥集計システム。

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