特許 7507931 燃焼設備用システム、および情報処理方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-06-20

(45)【発行日】2024-06-28

(54)【発明の名称】燃焼設備用システム、および情報処理方法

(51)【国際特許分類】

   F23G 5/50 20060101AFI20240621BHJP

   G06T 7/00 20170101ALI20240621BHJP

   G06T 7/50 20170101ALI20240621BHJP

【ＦＩ】

F23G5/50 Q

F23G5/50 C

F23G5/50 H

G06T7/00 350B

G06T7/50

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2023085533

(22)【出願日】2023-05-24

【審査請求日】2023-07-06

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】000006208

【氏名又は名称】三菱重工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100149548

【弁理士】

【氏名又は名称】松沼 泰史

(74)【代理人】

【識別番号】100162868

【弁理士】

【氏名又は名称】伊藤 英輔

(74)【代理人】

【識別番号】100161702

【弁理士】

【氏名又は名称】橋本 宏之

(74)【代理人】

【識別番号】100189348

【弁理士】

【氏名又は名称】古都 智

(74)【代理人】

【識別番号】100196689

【弁理士】

【氏名又は名称】鎌田 康一郎

(72)【発明者】

【氏名】池田 真之

(72)【発明者】

【氏名】草加 浩都

(72)【発明者】

【氏名】西宮 立享

(72)【発明者】

【氏名】横井 智記

【審査官】豊島 ひろみ

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１７－１８７２２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２１－０７７３５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２１－０８９０９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－２３６３８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２３－０４０６４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２３－０９４０８１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ２３Ｇ ５／００ － ５／５０

Ｇ０６Ｔ ７／００

Ｇ０６Ｔ ７／５０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

焼却炉における粉体層の搬送方向の下流側から前記焼却炉内を撮影する１台のカメラにより撮影された画像を取得する取得部と、
前記取得部により取得された前記１台のカメラにより撮影された画像を学習済みモデルに入力することで、前記カメラから見た深度情報を生成する深度情報生成部と、
前記深度情報生成部により生成された前記深度情報におけるごみ層の最も高い頂部よりも前記カメラから離れる方向に存在するごみ層の高さを、予め用意した前記ごみ層の高さの分布の実測値に基づいて設定した補正係数を用いて補正し、補正後の深度情報に基づき、前記焼却炉に関する燃焼制御または監視を行う処理部と、
を備えた燃焼設備用システム。

【請求項2】

前記処理部は、前記深度情報に対して座標系変換を行うことで前記焼却炉内の３次元計測結果を導出する３次元計測結果導出部を含み、前記３次元計測結果に基づき、前記焼却炉に関する燃焼制御または監視を行う、
請求項１に記載の燃焼設備用システム。

【請求項3】

前記処理部は、
前記３次元計測結果に基づき、前記焼却炉の火格子上における前記粉体層の高さ分布と、前記粉体層の体積流量とのうち少なくとも一方を推定する推定部と、
前記推定部による推定結果に基づき、前記焼却炉に関する燃焼制御を行う制御部と、
を含む、
請求項２に記載の燃焼設備用システム。

【請求項4】

前記推定部は、前記焼却炉内に設定された複数の区画の各々について、前記３次元計測結果に基づいて前記粉体層の高さの推定値を算出し、
前記制御部は、前記粉体層の高さの推定値に基づいて前記区画ごとに算出される評価値と、前記区画ごとに設定された、前記深度情報から前記３次元計測結果を導出する過程で入り込む誤値を補正するための補正係数とに基づき、前記区画ごとに配分される一次空気の配分量を決定する、
請求項３に記載の燃焼設備用システム。

【請求項5】

前記推定部は、前記焼却炉内に設定された複数の区画の各々について、前記３次元計測結果に基づいて前記粉体層の高さの推定値を算出し、
前記制御部は、前記粉体層の高さの推定値に基づいて前記区画ごとに算出される評価値と、前記区画ごとに設定された一次空気の配分の優先度に関する重み付け係数とに基づき、前記区画ごとに配分される一次空気の配分量を決定する、
請求項３に記載の燃焼設備用システム。

【請求項6】

１つ以上のコンピュータが、
焼却炉における被焼却物の搬送方向の下流側から前記焼却炉内を撮影する１台のカメラにより撮影された画像を取得し、
取得した前記１台のカメラにより撮影された画像を学習済みモデルに入力することで、前記カメラから見た深度情報を生成し、
生成した前記深度情報におけるごみ層の最も高い頂部よりも前記カメラから離れる方向に存在するごみ層の高さを、予め用意した前記ごみ層の高さの分布の実測値に基づいて設定した補正係数を用いて補正し、補正後の深度情報に基づき、前記焼却炉に関する燃焼制御または監視を行う、
ことを含む情報処理方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、燃焼設備用システム、および情報処理方法に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、焼却炉に対して、複数の赤外線カメラを用いて視点が異なる複数の熱画像を取得し、取得した複数の熱画像に基づき３次元熱画像を作成して燃焼状態が評価される焼却炉が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０２１－６７３７９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、特許文献１に記載の焼却炉では、複数台のカメラを設置する必要があり、設備費用の低減が難しいという問題があった。

【0005】

本開示は、上記課題を解決するためになされたものであって、設備費用の低減を図ることができる燃焼設備用システムおよび情報処理方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記課題を解決するために、本開示に係る燃焼設備用システムは、焼却炉における粉体層の搬送方向の下流側から前記焼却炉内を撮影する１台のカメラにより撮影された画像を取得する取得部と、前記取得部により取得された前記１台のカメラにより撮影された画像を学習済みモデルに入力することで、前記カメラから見た深度情報を生成する深度情報生成部と、前記深度情報生成部により生成された前記深度情報におけるごみ層の最も高い頂部よりも前記カメラから離れる方向に存在するごみ層の高さを、予め用意した前記ごみ層の高さの分布の実測値に基づいて設定した補正係数を用いて補正し、補正後の深度情報に基づき、前記焼却炉に関する燃焼制御または監視を行う処理部と、を備える。

【0007】

上記課題を解決するために、本開示に係る情報処理方法は、１つ以上のコンピュータが、焼却炉における被焼却物の搬送方向の下流側から前記焼却炉内を撮影する１台のカメラにより撮影された画像を取得し、取得した前記１台のカメラにより撮影された画像を学習済みモデルに入力することで、前記カメラから見た深度情報を生成し、生成した前記深度情報におけるごみ層の最も高い頂部よりも前記カメラから離れる方向に存在するごみ層の高さを、予め用意した前記ごみ層の高さの分布の実測値に基づいて設定した補正係数を用いて補正し、補正後の深度情報に基づき、前記焼却炉に関する燃焼制御または監視を行う、ことを含む。

【発明の効果】

【0008】

本開示の燃焼設備用システムおよび情報処理方法によれば、設備費用の低減を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本開示の実施形態に係る燃焼設備の全体構成を示す図である。

【図2】本開示の実施形態に係る燃焼設備の火格子及びその下方に設けられた風箱を上方から見た図である。

【図3】本開示の実施形態に係る火炉において、上流側二次空気ライン、下流側二次空気ラインから二次空気が供給される部分を上方から見た図である。

【図4】本開示の実施形態に係る燃焼設備用システムの機能構成を示すブロック図である。

【図5】本開示の実施形態に係るカメラで撮影された画像の一例を示す図である。

【図6】本開示の実施形態に係る深度情報生成部で生成された深度情報としての深度マップの一例を示す図である。

【図7】本開示の実施形態に係る焼却炉内の３次元計測結果の一例を示す図である。

【図8】本開示の実施形態に係る３次元計測結果から抽出された、ごみ層の高さの分布の一例を示す図である。

【図9A】本開示の実施形態に係る、搬送方向において、上流側から下流側に向かって３番目に配置された風箱に対応した区画における、炉幅方向の複数位置のごみ層の高さの推定値の一例を示す図である。

【図9B】本開示の実施形態に係る、搬送方向において、上流側から下流側に向かって４番目に配置された風箱に対応した区画における、炉幅方向の複数位置のごみ層の高さの推定値の一例を示す図である。

【図10A】本開示の実施形態に係る、区画ごとのごみ層の高さの推定値の分布を示す図である。

【図10B】本開示の実施形態に係る、補正係数によって補正された、ごみ層の高さの推定値の分布を示す図である。

【図11】本開示の実施形態に係る情報処理方法の流れを示すフローチャートである。

【図12】一次空気、二次空気の配分制御を行わない場合における、二酸化炭素の濃度分布を示す図である。

【図13】本開示の実施形態に係る制御装置により、一次空気、二次空気の配分制御を行った場合における、二酸化炭素の濃度分布を示す図である。

【図14】本開示の実施形態に係るコンピュータの構成を示すハードウェア構成図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、本開示の実施形態を、図面を参照して説明する。以下の説明では、同一または類似の機能を有する構成に同一の符号を付す。そして、それら構成の重複する説明は省略する場合がある。本開示で「ＸＸに基づく」とは、「少なくともＸＸに基づく」ことを意味し、ＸＸに加えて別の要素に基づく場合も含み得る。また「ＸＸに基づく」とは、ＸＸを直接に用いる場合に限定されず、ＸＸに対して演算や加工が行われたものに基づく場合も含み得る。本開示で「ＸＸまたはＹＹ」とは、ＸＸとＹＹのうちいずれか一方の場合に限定されず、ＸＸとＹＹの両方の場合も含み得る。これは選択的要素が３つ以上の場合も同様である。「ＸＸ」および「ＹＹ」は、任意の要素（例えば任意の情報）である。

【0011】

また本開示で「取得する」とは、送信要求を送信して能動的に取得する場合に限定されず、他の装置から送信される情報を受動的に受信することで取得する場合も含み得る。また「取得」とは、目的の情報（取得対象の情報）を外部から直接取得する場合に限定されず、外部から得られた情報に対して演算または加工などを行うことで、目的の情報を生成して取得する場合も含み得る。

【0012】

また本開示では説明の便宜上、炉本体２０に対してホッパ１１が位置する側を「前」、その反対側を「後」と定義する。また、炉本体２０からホッパ１１に向かう方向を基準に「左」および「右」を定義する。

【0013】

（実施形態）
＜１．燃焼設備の全体構成＞
図１は、実施形態に係る燃焼設備１の全体構成を示す図である。燃焼設備１は、例えば、都市ごみ、産業廃棄物、またはバイオマスなどを被焼却物Ｇとする燃焼設備である。以下では説明の便宜上、「被焼却物」を「ごみ」と称する場合がある。燃焼設備１は、例えばストーカ炉である。なお、燃焼設備１は、ストーカ炉に限定されず、別タイプの燃焼設備でもよい。本実施形態では、燃焼設備１は、例えば、焼却炉２、排熱回収ボイラ３、減温塔４、集塵装置５、煙道６、煙突７、および制御装置１００を備える。

【0014】

焼却炉２は、後述するホッパ１１に投入されたごみＧを搬送しながら燃焼させる炉である。焼却炉２内でのごみＧの燃焼に伴って焼却炉２では排ガスが発生する。発生した排ガスは、焼却炉２の上部に設けられた排熱回収ボイラ３に送られる。排熱回収ボイラ３は、焼却炉２で発生した排ガスと水との間で熱交換を行うことで水を加熱して蒸気を発生させる。排熱回収ボイラ３を通過した排ガスは、減温塔４で冷却された後、集塵装置５に送られる。排ガスは、集塵装置５でススや塵埃が除去された後、煙道６および煙突７を通じて大気中に排出される。

【0015】

＜２．焼却炉＞
次に、焼却炉２について詳しく説明する。焼却炉２は、例えば、供給機構１０、炉本体２０、ストーカ３０、複数の風箱４１、排出シュート４２、火炉４３、および送風機構５０を有する。

【0016】

（供給機構）
供給機構１０は、不図示のクレーンによって運ばれたごみＧを一時的に貯留するとともに、一時的に貯留したごみＧを後述する炉本体２０の処理空間Ｖに向けて順次供給する機構である。供給機構１０は、例えば、ホッパ１１と、フィーダ１２とを有する。

【0017】

ホッパ１１は、炉本体２０の内部へごみＧを供給するために設けられた貯留部である。ホッパ１１には、不図示のクレーンによって運ばれたごみＧが投入される。ホッパ１１は、ごみＧが外部から投入される入口部１１ａと、供給されるごみＧを、後述する炉本体２０内の処理空間Ｖに向けて導く出口部１１ｂとを有する。

【0018】

フィーダ１２は、ホッパ１１の出口部１１ｂに設けられている。フィーダ１２は、ホッパ１１の出口部１１ｂの底部に沿う板状であり、ホッパ１１の出口部１１ｂの底部に沿って配置されている。フィーダ１２は、不図示の押出装置によって駆動され、ホッパ１１の内部に堆積したごみＧを炉本体２０の処理空間Ｖに向けて押し出す。

【0019】

（炉本体）
炉本体２０は、ホッパ１１に隣接して設けられ、ごみＧを搬送しながら燃焼させる設備である。以下では、燃焼設備１におけるごみＧの搬送方向を「搬送方向Ｚ」と称する。炉本体２０は、搬送方向Ｚにおける上流側から下流側に向けて、乾燥段２０ａ、燃焼段２０ｂ、および後燃焼段２０ｃをこの順に有する。乾燥段２０ａは、ホッパ１１から供給されたごみＧを、ストーカ３０上での燃焼に先立って乾燥させる領域である。燃焼段２０ｂおよび後燃焼段２０ｃは、乾燥段２０ａを通過して乾燥した状態のごみＧをストーカ３０上で燃焼させる領域である。燃焼段２０ｂでは、ごみＧから発生する熱分解ガスによる拡散燃焼が起き、輝炎Ｆが生じる。後燃焼段２０ｃでは、ごみＧの拡散燃焼後の固定炭素燃焼が起きるため、輝炎Ｆは生じない。燃焼段２０ｂおよび後燃焼段２０ｃは、ごみＧを燃焼させる処理空間Ｖの一例である。炉本体２０には、カメラ７０が設置されている。カメラ７０については、詳しく後述する。

【0020】

（ストーカ）
ストーカ３０は、複数の火格子３１を含む。複数の火格子３１は、炉本体２０の底面（例えば処理空間Ｖの底面）となるストーカ面３０ａを形成している。ストーカ面３０ａには、供給機構１０によってごみＧが層状に供給される。ストーカ面３０ａは、上述した乾燥段２０ａ、燃焼段２０ｂ、および後燃焼段２０ｃに亘り設けられている。複数の火格子３１は、固定火格子と、可動火格子とを含む。固定火格子は、後述する風箱４１の上面に固定されている。可動火格子は、一定の速度で搬送方向Ｚに沿って往復移動することで、可動火格子と固定火格子の上（ストーカ面３０ａ上）にあるごみＧを攪拌混合しながら下流側へ搬送する。本実施形態では、火格子３１の上に存在するごみＧを「ごみ層Ｐ」と称する場合がある。ごみ層Ｐは、処理空間Ｖに投入されて焼却前または焼却中のごみＧでもよく、焼却されることで灰などに変化したごみＧなどでもよい。ごみ層Ｐは、「粉体層」の一例である。

【0021】

（風箱）
風箱４１は、ストーカ３０の下方に設けられ、ストーカ３０を通じて炉本体２０の内部に燃焼用の一次空気を供給する。風箱４１は、上下方向に延びる筒状で、下方から上方へと、一次空気を導く。一次空気は、「燃焼空気」の一例である。

【0022】

図２は、火格子３１及びその下方に設けられた風箱４１を上方から見た図である。
図２に示すように、風箱４１の上端開口は、上方から見た場合に矩形状に形成されている。風箱４１は、搬送方向Ｚに複数配列されている。本実施形態において、風箱４１は、例えば、搬送方向Ｚに４個、上方から見た場合に、搬送方向Ｚとは交差する炉幅方向Ｘに３個、計１２個が並べて配置されている。本実施形態では、複数の風箱４１は、複数の火格子３１に対して１対１で対応して配置されている。

【0023】

（排出シュート）
図１に示すように、排出シュート４２は、燃焼を終えて灰となったごみ層Ｐを炉本体２０よりも下方に位置する灰押出装置へ落下させる装置である。排出シュート４２は、炉本体２０の炉尻に設けられている。

【0024】

（火炉）
火炉４３は、炉本体２０の上部から上方に向けて延びている。処理空間Ｖ内でごみＧが燃焼することで生じた排ガスは、火炉４３を通じて排熱回収ボイラ３に送られる。排ガスは、「燃焼ガス」の一例である。火炉４３は、「燃焼ガスが流れる流路」の一例である。火炉４３については、詳しく後述する。

【0025】

（送風機構）
送風機構５０は、炉本体２０の内部に空気（例えば燃焼空気）を供給する。送風機構５０は、例えば、送風機５１、一次空気ライン５２、空気予熱器５３、二次空気ライン５４、およびダンパ５５を有する。

【0026】

送風機５１は、炉本体２０の内部に空気（例えば燃焼空気）を圧送する押込送風機である。送風機５１は、例えば、第１送風機５１Ａと、第２送風機５１Ｂとを含む。第１送風機５１Ａは、一次空気ライン５２および風箱４１を通じて炉本体２０の内部（例えば処理空間Ｖ）に燃焼空気（一次空気）を圧送する。第２送風機５１Ｂは、二次空気ライン５４を通じて、火炉４３の内部に燃焼空気（二次空気）を圧送する。二次空気は、「燃焼空気」の別の一例である。

【0027】

一次空気ライン５２は、第１送風機５１Ａと風箱４１とを接続している。一次空気ライン５２は、第１送風機５１Ａから圧送される一次空気を、複数の風箱４１の各々に供給する。

【0028】

一次空気ライン５２の途中には、１つ以上（例えば複数）の一次空気ダンパ５５Ａが設けられている。一次空気ダンパ５５Ａは、一次空気ダンパ５５Ａの開度によって、当該一次空気ダンパ５５Ａに対応する風箱４１に一次空気ライン５２から供給される一次空気の供給状態を変更可能である。「一次空気ライン５２を流れる一次空気の供給状態」とは、例えば、複数の風箱４１に対する一次空気の配分量（すなわち、後述する炉本体２０内の複数の区画Ｃに対する一次空気の配分量）、および／または、各風箱４１から炉本体２０の内部に供給される一次空気の流量（すなわち、炉本体２０内の各区画Ｃに対する一次空気の流量）を意味する。本実施形態では、一次空気ダンパ５５Ａは、風箱４１の各々に対応して個別に設けられている。これにより、計１２個の風箱４１の各々に対応した一次空気ダンパ５５Ａの開度を調整可能となっており、風箱４１ごとに、炉本体２０内に供給する一次空気の量を調整できるようになっている。

【0029】

空気予熱器５３は、第１送風機５１Ａから圧送される一次空気を予熱する熱交換器である。例えば、空気予熱器５３は、一次空気ライン５２の途中に設けられている。

【0030】

二次空気ライン５４は、第２送風機５１Ｂと火炉４３とを接続している。火炉４３内に供給された二次空気は、ストーカ３０の上方からごみＧに向かう、および／または排ガスの燃焼に用いられる。本実施形態において、二次空気ライン５４は、途中で分岐し、火炉４３において、搬送方向Ｚの上流側に配置された炉壁４３ａ（前壁）に接続された上流側二次空気ライン５４Ａと、搬送方向Ｚの下流側に配置された炉壁４３ｂ（後壁）に接続された下流側二次空気ライン５４Ｂと、を有している。上流側二次空気ライン５４Ａは、炉壁４３ａに形成された開口（図示無し）から火炉４３内に、搬送方向Ｚの下流側に向けて二次空気を供給する。下流側二次空気ライン５４Ｂは、炉壁４３ｂに形成された開口（図示無し）から火炉４３内に、搬送方向Ｚの上流側に向けて二次空気を供給する。

【0031】

二次空気ライン５４の途中には、１つ以上（例えば複数）の二次空気ダンパ５５Ｂが設けられている。二次空気ダンパ５５Ｂは、二次空気ダンパ５５Ｂの開度によって二次空気ライン５４を流れる二次空気の流量および／または火炉４３内に対する二次空気の供給状態を変更可能である。「二次空気ライン５４を流れる二次空気の供給状態」とは、例えば、炉壁４３ａ，４３ｂに設けられた複数の開口に対する二次空気の配分量（すなわち、後述する火炉４３内の複数の領域Ｂに対する二次空気の配分量）、および／または、炉壁４３ａ，４３ｂに設けられた複数の開口から火炉４３の内部に供給される二次空気の流量（すなわち、火炉４３内の各領域Ｂに対する二次空気の流量）を意味する。なお、本実施形態では、一次空気ダンパ５５Ａと二次空気ダンパ５５Ｂとを合わせて「ダンパ５５」と称する。

【0032】

図３は、火炉４３において、上流側二次空気ライン５４Ａ、下流側二次空気ライン５４Ｂから二次空気が供給される部分を上方から見た図である。
図１、図３に示すように、本実施形態では、二次空気ダンパ５５Ｂは、上流側二次空気ライン５４Ａ、下流側二次空気ライン５４Ｂの各々に設けられている。これにより、二次空気ダンパ５５Ｂは、火炉４３内において、搬送方向Ｚの上流側と下流側とで、二次空気の配分量が調整可能とされている。

【0033】

さらに、本実施形態では、二次空気ダンパ５５Ｂは、上流側二次空気ライン５４Ａ、下流側二次空気ライン５４Ｂの各々において、炉幅方向Ｘの一方側と他方側とに個別に設けられている。これにより、二次空気ダンパ５５Ｂは、炉幅方向Ｘの一方側と他方側とで、二次空気の配分量が調整できるようになっている。

【0034】

＜３．カメラ＞
次に、図１に示すカメラ７０について説明する。
カメラ７０は、例えば、赤外カメラである。カメラ７０は、焼却炉２における搬送方向Ｚの下流側から炉本体２０内を撮影する。カメラ７０は、炉本体２０の炉尻から、輝炎Ｆを透過して炉本体２０の火格子３１上に堆積したごみＧ（例えばごみ層Ｐの高さ状態）を撮影する。なお、カメラ７０は、上記に代えて／加えて、ホッパ１１の出口部１１ｂの状態（例えばフィーダ２２上に堆積したごみＧの状態）、および／または、炉本体２０の壁部の状態（例えば、火炉４３の壁部に形成された付着物（クリンカ等）の形成状態）等を撮影してもよい。

【0035】

本実施形態では、カメラ７０は、１台のみ設けられている。カメラ７０は、例えば、炉本体２０における搬送方向Ｚの下流側の本体壁２０ｗに形成された透明窓（図示無し）等を通して、炉本体２０内を撮影する。カメラ７０は、炉本体２０内を、予め設定された時間間隔毎に静止画により撮影する。また、カメラ７０は、炉本体２０内を、動画により連続的に撮影してもよい。カメラ７０は、撮影された画像Ｉｍ（例えば、図５参照）を、通信ケーブルによる有線通信手段、又はブルートゥース（登録商標）、無線ＬＡＮ等の無線通信手段により、制御装置１００に出力する。

【0036】

＜４．制御装置＞
次に、制御装置（燃焼設備用システム）１００について説明する。
制御装置１００は、燃焼設備１を統括的に制御する。例えば、制御装置１００は、炉本体２０の処理空間ＶでのごみＧの燃焼制御を行う。

【0037】

図４は、制御装置１００の機能構成を示すブロック図である。図５は、カメラ７０で撮影された画像Ｉｍの一例を示す図である。図６は、深度情報生成部１２０で生成された深度情報Ｉｄの一例である深度マップを示す図である。

【0038】

図４に示すように、制御装置１００は、例えば、取得部１１０と、深度情報生成部１２０と、処理部１３０と、記憶部１４０と、を含む。取得部１１０は、１台のカメラ７０により撮影された画像Ｉｍ（例えば、図５参照）を取得する。深度情報生成部１２０は、画像Ｉｍに基づいて、深度情報Ｉｄ（例えば、図６参照）を生成する。処理部１３０は、深度情報Ｉｄ（例えば深度マップ）に基づき、焼却炉２に関する燃焼制御または監視を行うための処理を行う。本開示で「深度情報Ｉｄに基づく」とは、深度情報Ｉｄに直接に基づいて制御または監視を行う場合に限定されず、深度情報Ｉｄから得られた３次元計測結果Ｒｓに基づいて制御または監視を行う場合なども該当し得る。
記憶部１４０は、学習済みモデルＭを記憶している。

【0039】

本実施形態では、処理部１３０は、例えば、３次元計測結果導出部１３１と、推定部１３２と、制御部１３３と、監視部１３４とを含む。なお、処理部１３０は、制御部１３３と監視部１３４とのうちいずれか一方のみを有してもよい。以下、これら構成について詳しく説明する。

【0040】

＜４．１ 取得部＞
取得部１１０は、１台のカメラ７０により撮影された、例えば図５に示すような画像Ｉｍを取得する。取得部１１０は、カメラ７０から出力された画像Ｉｍのデータを、有線通信手段または無線通信手段を介して取得する。本実施形態において、１台のカメラ７０は、赤外カメラである。したがって、取得部１１０は、焼却炉２におけるごみ層Ｐを、搬送方向Ｚの下流側から撮影した赤外線カメラ画像を、画像Ｉｍとして取得する。この画像Ｉｍは、例えば、焼却炉２内におけるごみ層Ｐの高さの三次元形状（三次元分布）を特定するためのものである。なお、画像Ｉｍは、焼却炉２内の他の状態（例えば、壁部に対する付着物の状態）を特定するためのものでもよい。

【0041】

＜４．２ 深度情報生成部＞
深度情報生成部１２０は、取得部１１０により取得された画像Ｉｍを、深層学習（ディープラーニング）により学習が行われた学習済みモデルＭに入力することで、カメラ７０から見た被写体の深度情報Ｉｄを生成する。

【0042】

画像Ｉｍが入力される学習済みモデルＭは、記憶部１４０から読み出される。学習済みモデルＭは、例えば、学習用データの少なくとも一部として、焼却炉２とは異なる被写体を撮影した画像と、当該画像に関する深度情報Ｉｄの正解データとを含む教師データを用いて学習が行われている。焼却炉２とは異なる被写体を撮影した画像としては、例えば、風景、人物等、幅広いジャンルの被写体を撮影した多数（例えば、数千枚以上）の画像を用いることが好ましい。学習済みモデルＭは、このような、焼却炉２とは異なる被写体を撮影した画像と、当該画像の各々に関する深度情報Ｉｄの正解データとを含む教師データを、学習用データの少なくとも一部として用いて学習を行うことで生成されている。

【0043】

ここで、焼却炉２内を撮影した画像を用いて、学習済みモデルＭを生成することも可能である。しかしながら、有効な学習済みモデルＭを得るには、焼却炉２内を撮影した画像と、当該画像に関する深度情報Ｉｄの正解データを多数用意する必要があり、これには多大な時間と手間が掛かる。そこで、上記したように、焼却炉２とは異なる被写体を撮影した画像を用いて得られた学習済みモデルＭを用いることで、時間と手間を省くことができる。

【0044】

このように、図６に示すように、画像Ｉｍを、学習済みモデルＭに入力して出力される深度情報Ｉｄは、例えば、カメラ７０から被写体の各部までの距離を示す深度マップである。深度マップは、搬送方向Ｚの下流側から焼却炉２内のごみ層Ｐを見たときの、ごみ層Ｐの表層部の各部までの距離（深度）を、複数段階に設定された色（グレースケールを含む）で示している。また、深度情報生成部１２０は、新に画像Ｉｍを取得し、深度情報Ｉｄを生成する度に、学習済みモデルＭをさらに学習させるようにしてもよい。

【0045】

＜４．３ ３次元計測結果導出部＞
処理部１３０の３次元計測結果導出部１３１は、深度情報生成部１２０で生成された深度情報Ｉｄに対して座標系変換を行うことで、焼却炉２内の３次元計測結果Ｒｓを導出する。３次元計測結果導出部１３１は、深度情報Ｉｄにおける各座標（ｘ_ｗ、ｙ_ｗ、ｚ_ｗ）に対し、例えば次式（１）を用い、幾何学に基づく座標系の変換を行うことで、焼却炉２内の被写体（ごみ層Ｐ）の表層部の各部の座標（ｘ_ｓ、ｙ_ｓ、ｚ_ｓ、ｗ_ｓ）を導出する。ここで、座標系は、搬送方向Ｚに沿った方向をＺ軸、炉幅方向Ｘに沿った方向をＸ軸、上下方向をＹ軸としている。

【0046】

【数1】

【0047】

ここで、ｎ：近距離側焦点距離、ｒ：視野範囲（右部）、ｌ：視野範囲（左部）、ｔ：視野範囲（上部）、ｂ：視野範囲（下部）、ｆ：遠距離側焦点距離、Ｓ_ｘ～Ｓ_ｚ：画像拡大縮小倍率、Ｔ_ｘ～Ｔ_ｚ：画像平行移動距離、Ｒ_００～Ｒ_２２：画像回転量、ｗ_ｓ：画像上の頂点座標である。図７は、上式（１）により得られた、焼却炉内の３次元計測結果Ｒｓの一例を示す図である。

【0048】

＜４．４ 推定部＞
推定部１３２は、３次元計測結果導出部１３１で導出された３次元計測結果Ｒｓに基づき、焼却炉２の火格子３１上におけるごみ層Ｐの高さ分布と、ごみ層Ｐの体積流量とのうち少なくとも一方を推定する。以下では、ごみ層Ｐの高さ分布が推定される場合について詳しく説明する。

【0049】

図８は、３次元計測結果Ｒｓから抽出された、ごみ層の高さの分布Ｈｄの一例を示す図である。図８に示すような焼却炉２の火格子３１上におけるごみ層Ｐの高さ分布Ｈｄは、例えば、図７に示した３次元計測結果Ｒｓから、焼却炉２内を上方から見たＸＺ平面において、火格子３１上の範囲Ｋにおける、ごみ層Ｐの高さの分布Ｈｄを抽出することで得られる。

【0050】

本実施形態では、推定部１３２は、火格子３１上におけるごみ層Ｐの高さ分布Ｈｄを、複数の区画Ｃごとに推定する。本実施形態において、図２、図７に示すように、複数の区画Ｃは、風箱４１ごとに設定されている。すなわち、搬送方向Ｚに４個、炉幅方向Ｘに３個、計１２個が並べて配置された風箱４１に合わせて、１２個の区画Ｃ１Ｌ、Ｃ１Ｍ、Ｃ１Ｒ、Ｃ２Ｌ、Ｃ２Ｍ、Ｃ２Ｒ、Ｃ３Ｌ、Ｃ３Ｍ、Ｃ３Ｒ、Ｃ４Ｌ、Ｃ３Ｍ、Ｃ４Ｒが設定されている。推定部１３２は、図７に示す、火格子３１上におけるごみ層Ｐの高さ分布Ｈｄに基づいて、各風箱４１に対応した区画Ｃの位置における、ごみ層Ｐの高さの推定値を推定する。ここで、各区画Ｃにおいては、例えば、炉幅方向Ｘの複数位置におけるごみ層Ｐの高さを推定してもよい。また、各区画Ｃにおいては、例えば、搬送方向Ｚの複数位置におけるごみ層Ｐの高さを推定してもよい。

【0051】

図９Ａは、搬送方向Ｚにおいて、上流側から下流側に向かって３番目に配置された風箱４１に対応した区画Ｃ３Ｌ、Ｃ３Ｍ、Ｃ３Ｒにおける、炉幅方向Ｘの複数位置のごみ層Ｐの高さの推定値の一例を示す図である。図９Ｂは、搬送方向Ｚにおいて、上流側から下流側に向かって４番目に配置された風箱４１に対応した区画Ｃ４Ｌ、Ｃ４Ｍ、Ｃ４Ｒにおける、炉幅方向Ｘの複数位置のごみ層Ｐの高さの推定値の一例を示す図である。

【0052】

なお、推定部１３２は、図８に示すような、火格子３１上におけるごみ層Ｐの高さ分布Ｈｄの時間変化から、ごみＧの体積流量の時間変化を推定するようにしてもよい。

【0053】

＜４．５ 制御部＞
制御部１３３は、推定部１３２による推定結果に基づき、焼却炉２に関する燃焼制御を行う。より具体的には、制御部１３３は、推定部１３２による推定結果に基づき、焼却炉２に関する燃焼制御または監視を行う。

【0054】

本実施形態において、制御部１３３は、推定部１３２による推定結果、例えば火格子３１上におけるごみ層Ｐの高さ分布Ｈｄに基づいて、一次空気ライン５２および風箱４１を通じて炉本体２０内に供給される一次空気（燃焼空気）の流量および／または配分量、および、二次空気ライン５４を通じて火炉４３内に供給される二次空気（燃焼空気）の流量および／または配分量を調整する。なお、本実施形態においては、制御部１３３により、一次空気、及び二次空気の配分を調整するが、例えば、一次空気の配分、及び二次空気の配分の一方のみを制御部１３３で調整するようにしてもよい。

【0055】

（１次空気に関する制御）
制御部１３３は、ごみ層Ｐの高さの推定値、又はごみ層Ｐの高さの時間変化を用いた体積流量に応じた一次燃焼空気の制御を行う。本実施形態では、制御部１３３は、１次空気量の複数の区画Ｃ毎の配分量を制御して、炉出口からの未燃分排出量を抑制する。

【0056】

例えば、制御部１３３は、ごみ層Ｐの高さの推定値に基づいて区画Ｃごとに算出される評価値と、区画Ｃごとに設定された補正係数とに基づき、区画Ｃごとに配分される一次空気の配分量を決定する。ここで、補正係数は、例えば、深度情報Ｉｄから３次元計測結果Ｒｓを導出する過程で入り込む誤値を補正するためのものである。

【0057】

より具体的には、１台のカメラ７０により、搬送方向Ｚの下流側から焼却炉２内を撮影する場合、ごみ層Ｐの高さが最も高い頂部Ｐｔ（図１参照）が、例えば、燃焼段２０ｂに位置していると、カメラ７０から見て、頂部Ｐｔよりも離れている上流側においては、ごみ層Ｐの高さが高くなる。このため、カメラ７０で撮影した画像から得た深度情報Ｉｄおよび３次元計測結果Ｒｓにおいては、頂部Ｐｔよりも上流側のごみ層Ｐの高さに、誤値（誤差）が含まれることとなる。制御部１３３では、例えば試験運転時等に予め取得した、ごみ層Ｐの高さの分布の実測値に基づいて設定した補正係数により、上記の誤値を補正する。

【0058】

制御部１３３は、区画Ｃごとに配分される一次空気の配分量を決定するため、まず、複数の区画Ｃの各々において、次式（２）により、ごみ層Ｐの高さの評価値Ｈを算出する。

【0059】

【数2】

【0060】

ここで、ｌは、炉長さ（区画Ｃの搬送方向Ｄの長さ）、ｈは、区間Ｃ内の各位置におけるごみ層Ｐの高さの推定値である。

【0061】

さらに、上式（２）に基づき、次式（３）により、スコアＳｃｏｒｅ_Ｎを算出する。

【0062】

【数3】

【0063】

ここで、ａは、上記の補正係数、Ａは、各区画Ｃの面積である。この式（３）においては、各区間Ｃにおけるごみ層Ｐの高さの合計値（積算値）に、補正係数ａを乗算した値を、各区画Ｃの面積で除している。つまり、スコアＳｃｏｒｅ_Ｎは、各区間Ｃに設定された補正係数が反映された各区間Ｃにおけるごみ層Ｐの平均値であり、各区画Ｃにおけるごみ層Ｐの総量が多いほど、大きな値となる。

【0064】

制御部１３３は、このようにして算出された各区画ＣのスコアＳｃｏｒｅ_Ｎから、次式（４）のような行列式Ｓを得る。

【0065】

【数4】

上式（４）において、ｗ_ｎは、区画Ｃごとに設定された一次空気の配分の優先度に関する重み付け係数（すなわち、炉本体２０の内部にどの区画Ｃから一次空気を優先的に供給するかを規定する重み付け係数）である。

【0066】

制御部１３３は、上式（４）に基づいて、一次空気の配分Air Ratioを、次式（５）により算出する。ここで、Ｓｋ＝Ｓｃｏｒｅ_Ｎ×ｗ_ｎである。

【0067】

【数5】

【0068】

このように、制御部１３３は、ごみ層Ｐの高さの推定値に基づいて区画Ｃごとに算出される評価値と、区画Ｃごとに設定された一次空気の配分の優先度に関する重み付け係数とに基づき、区画Ｃごとに配分される一次空気の配分量を決定する。

【0069】

ここで、上式（３）においては、複数の区画Ｃのなかで、ごみ層Ｐの高さの推定値の誤差が大きくなりやすい乾燥段２０ａに対応する区画Ｃ１Ｒ、Ｃ１Ｍ、Ｃ１Ｌに設定される補正係数ａは、ごみ層Ｐの高さの推定値が大きくなる、燃焼段２０ｂに対応する区画Ｃ２Ｒ、Ｃ２Ｍ、Ｃ２Ｌ、Ｃ３Ｒ、Ｃ３Ｍ、Ｃ３Ｌに設定される補正係数ａと比べて、一次空気の配分量を相対的に少なくするように設定するのが好ましい。本実施形態では、複数の区画Ｃのなかで乾燥段２０ａに対応する区画Ｃに設定される補正係数ａは、複数の区画Ｃのなかで燃焼段２０ｂに対応する区画Ｃに設定される補正係数ａと比べて、ごみ層Ｐの高さが小さくなるように（言い換えると、補正前と比べて、乾燥段２０ａに供給される一次空気の配分量を相対的に少なくするように）設定される。

【0070】

図１０Ａは、区画Ｃごとのごみ層Ｐの高さの推定値の分布を示す図である。図１０Ｂは、補正係数ａによって補正されたごみ層Ｐの高さの推定値の分布を示す図である。図１０Ｂに示すように、補正係数ａによる補正を行うことで、ごみ層Ｐの高さの推定値の誤差が大きくなりやすい区画Ｃ１Ｒ、Ｃ１Ｍ、Ｃ１Ｌの高さが補正されている。

【0071】

そして、制御部１３３は、次式（６）により、各区画Ｃについて、順位づけを行い、一次空気を優先的に配分する優先度の評価を行う。

【0072】

【数6】

【0073】

（２次空気に関する制御）
制御部１３３は、二次空気の配分量を制御する。本実施形態では、制御部１３３は、上記のようにして設定された一次空気の配分量に基づいて、二次空気の配分量を設定する。

【0074】

図３に示すように、火炉４３内において、上流側二次空気ライン５４Ａ、下流側二次空気ライン５４Ｂから二次空気が供給される部分は、上面から見た場合、例えば、搬送方向Ｚに３個、炉幅方向Ｘに３個、計９個の領域Ｂ（Ｂ１Ｌ、Ｂ１Ｍ、Ｂ１Ｒ、Ｂ２Ｌ、Ｂ２Ｍ、Ｂ２Ｒ、Ｂ３Ｌ、Ｂ３Ｍ、Ｂ３Ｒ）に区画されている。

【0075】

制御部１３３は、領域Ｂごとに配分される二次空気の配分量を決定するため、まず、複数の領域Ｂの各々において、上記式（２）により、評価値Ｈを算出する。そして、制御部１３３は、上記式（３）により算出された各領域ＢのスコアＳｃｏｒｅ_Ｎから、上式（４）のような行列式Ｓを得る。さらに、制御部１３３は、二次空気の配分Air Ratioを、上式（５）により算出する。

【0076】

ここで、二次空気の配分量を決定するに際し、上式（４）の重みづけ係数ｗ_ｎは、一次空気の配分量を決定する際に用いた重みづけ係数ｗ_ｎとは同じでもよく、異なってもよい。

【0077】

本実施形態では、制御部１３３は、一次空気量の配分量と連携して二次空気の配分量の制御を行う。例えば、複数の領域Ｂのなかで、搬送方向Ｚの下流側に位置する後部領域Ｂ３Ｌ、Ｂ３Ｍ、Ｂ３Ｒと比べて、搬送方向Ｚの上流側に位置する前部領域Ｂ１Ｌ、Ｂ１Ｍ、Ｂ１Ｒに近い区画Ｃ１Ｌ、Ｃ１Ｍ、Ｃ１Ｒのうち１つ以上の区画Ｃから最も多い一次空気が供給される場合、制御部１３３で、後部領域Ｂ３Ｌ、Ｂ３Ｍ、Ｂ３Ｒと比べて前部領域Ｂ１Ｌ、Ｂ１Ｍ、Ｂ１Ｒに供給する二次空気を多くするよう、重みづけ係数を設定する。また、複数の領域Ｂのなかで前部領域Ｂ１Ｌ、Ｂ１Ｍ、Ｂ１Ｒと比べて後部領域Ｂ３Ｌ、Ｂ３Ｍ、Ｂ３Ｒに近い区画Ｃ３Ｌ、Ｃ３Ｍ、Ｃ３Ｒのうち１つ以上の区画Ｃから最も多い一次空気が供給される場合、制御部１３３で、前部領域Ｂ１Ｌ、Ｂ１Ｍ、Ｂ１Ｒと比べて後部領域Ｂ３Ｌ、Ｂ３Ｍ、Ｂ３Ｒに供給する二次空気を多くするよう、重みづけ係数を設定する。

【0078】

また、制御部１３３は、複数の領域Ｂのなかで左部領域Ｂ１Ｌ、Ｂ２Ｌ、Ｂ３Ｌと比べて右部領域Ｂ１Ｒ、Ｂ２Ｒ、Ｂ３Ｒに近い１つ以上の区画Ｃ（例えば区画Ｃ２Ｒ）におけるごみ層Ｐの高さの推定値と、複数の領域Ｂのなかで右部領域Ｂ１Ｒ、Ｂ２Ｒ、Ｂ３Ｒと比べて左部領域Ｂ１Ｌ、Ｂ２Ｌ、Ｂ３Ｌに近い１つ以上の区画Ｃ（例えば区画Ｃ２Ｌ）におけるごみ層Ｐの高さの推定値とに基づき、左部領域Ｂ１Ｌ、Ｂ２Ｌ、Ｂ３Ｌと右部領域Ｂ１Ｒ、Ｂ２Ｒ、Ｂ３Ｒとに対する二次空気の配分量を決定するよう、重みづけ係数を設定してもよい。

【0079】

例えば、制御部１３３は、複数の領域Ｂのなかで左部領域Ｂ１Ｌ、Ｂ２Ｌ、Ｂ３Ｌと比べて右部領域Ｂ１Ｒ、Ｂ２Ｒ、Ｂ３Ｒに近い１つ以上の区画Ｃ（例えば区画Ｃ２Ｒ）におけるごみ層Ｐの高さの推定値が、複数の領域Ｂのなかで右部領域Ｂ１Ｒ、Ｂ２Ｒ、Ｂ３Ｒと比べて左部領域Ｂ１Ｌ、Ｂ２Ｌ、Ｂ３Ｌに近い１つ以上（例えば複数、例えば全て）の区画Ｃにおけるごみ層Ｐの高さの推定値よりも大きい場合（例えば所定閾値以上大きい場合）、左部領域Ｂ１Ｌ、Ｂ２Ｌ、Ｂ３Ｌと比べて右部領域Ｂ１Ｒ、Ｂ２Ｒ、Ｂ３Ｒに供給する二次空気を多くするよう、重みづけ係数を設定する。

【0080】

一方で、制御部１３３は、複数の領域Ｂのなかで右部領域Ｂ１Ｒ、Ｂ２Ｒ、Ｂ３Ｒと比べて左部領域Ｂ１Ｌ、Ｂ２Ｌ、Ｂ３Ｌに近い１つ以上の区画Ｃ（例えば区画Ｃ２Ｌ）におけるごみ層Ｐの高さの推定値が、複数の領域Ｂのなかで左部領域Ｂ１Ｌ、Ｂ２Ｌ、Ｂ３Ｌと比べて右部領域Ｂ１Ｒ、Ｂ２Ｒ、Ｂ３Ｒに近い１つ以上（例えば複数、例えば全て）の区画Ｃにおけるごみ層Ｐの高さの推定値よりも大きい場合（例えば所定閾値以上大きい場合）、右部領域Ｂ１Ｒ、Ｂ２Ｒ、Ｂ３Ｒと比べて左部領域Ｂ１Ｌ、Ｂ２Ｌ、Ｂ３Ｌに供給する二次空気を多くするよう、重みづけ係数を設定する。

【0081】

なお、制御部１３３は、二次空気の流量または分配量を決定する際に、上述したような重み付け係数を用いることに代えて、一次空気の流量または分配量に関する制御値（例えば一次空気ダンパ５５Ａの開度に関する制御値）、および／または、各区画Ｃのごみ層Ｐの高さの推定値に基づいて、二次空気の流量または分配量を決定してもよい。

【0082】

また、制御部１３３は、一次空気および二次空気の制御に代えて／加えて、ごみ層Ｐの高さの推定値に基づき、その他の燃焼制御（フィーダ２２の移動速度またはストロークの制御などによるごみＧの供給量の制御、火格子３１の駆動速度の制御などによるごみＧの搬送速度の制御、空気予熱器５３の制御などによるごみＧの乾燥状態の制御など）を行ってもよい。また、制御部１３３は、これら制御を、ごみ層Ｐの高さに代えて／加えて、ごみ層Ｐの体積流量の推定値に基づいて行ってもよい。

【0083】

＜４．６ 監視部＞
また、制御部１３３は、３次元計測結果導出部１３１による３次元計測結果に基づき、炉壁等へのクリンカ等の付着物の付着状態を監視する。より具体的には、制御部１３３は、付着物の量（例えば付着面積）の変化を監視し、予め設定された閾値以上となった場合に、保守用のアラートを出力するようにしてもよい。保守用のアラートとしては、アラートメッセージの出力、アラートランプの点灯、アラート音の出力等がある。

【0084】

＜５．制御の流れ＞
次に、制御装置１００における制御の流れについて説明する。
図１１は、情報処理方法の流れを示すフローチャートである。
燃焼設備１の稼働中、カメラ７０で、予め設定された時間間隔毎に、焼却炉２内を撮影する。図１１に示すように、制御装置１００の取得部１１０は、１台のカメラ７０により撮影された画像Ｉｍ（例えば、図５参照）を取得する（Ｓ１０１）。取得部１１０は、焼却炉２におけるごみ層Ｐを、搬送方向Ｚの下流側から撮影した赤外線カメラ画像を、画像Ｉｍとして取得する。

【0085】

次いで、深度情報生成部１２０は、取得部１１０により取得された画像Ｉｍを、学習済みモデルＭに入力することで、画像Ｉｍに対応する深度情報Ｉｄ（例えば、図６参照）を出力する（Ｓ１０２）。出力される深度情報Ｉｄは、例えば、カメラ７０から被写体までの距離を示す深度マップである。

【0086】

次に、３次元計測結果導出部１３１が、深度情報生成部１２０で生成された深度情報Ｉｄに対して座標系変換を行うことで、焼却炉２内の３次元計測結果Ｒｓ（例えば、図７参照）を導出する（Ｓ１０３）。

【0087】

続いて、推定部１３２が、３次元計測結果導出部１３１で導出された３次元計測結果Ｒｓに基づき、焼却炉２の火格子３１上におけるごみ層Ｐの高さ分布Ｈｄ（例えば、図８参照）を推定する（Ｓ１０４）。推定部１３２は、さらに、火格子３１上におけるごみ層Ｐの高さ分布Ｈｄ（例えば、図９Ａ、図９Ｂ参照）を、複数の区画Ｃごとに推定する。

【0088】

次に、制御部１３３が、推定部１３２による推定結果に基づき、焼却炉２に関する燃焼制御を行う。制御部１３３は、推定部１３２による推定結果、つまり火格子３１上におけるごみ層Ｐの高さ分布Ｈｄに基づいて、一次空気、及び二次空気の配分を調整する。

【0089】

本実施形態において、制御部１３３は、ごみ層Ｐの高さの推定値に応じた一次空気の制御を行う。制御部１３３は、１次空気量の複数の区画Ｃ毎の配分量を制御して、炉出口からの未燃分排出量を抑制する。例えば、制御部１３３は、ごみ層Ｐの高さの推定値に基づいて区画Ｃごとに算出される評価値と、区画Ｃごとに設定された補正係数とに基づき、区画Ｃごとに配分される一次空気の配分量を決定する（Ｓ１０５）。制御部１３３は、複数の区画Ｃの各々において、上式（２）、（３）により、スコアＳｃｏｒｅ_Ｎを算出する。さらに、制御部１３３は、上式（４）、（５）を経ることで、一次空気の配分Air Ratioを算出する。このようにして、制御部１３３は、区画Ｃごとに配分される一次空気の配分量を決定する。

【0090】

次に、制御部１３３は、上記のようにして設定された一次空気の配分量に基づいて、二次空気の配分量を設定する（Ｓ１０６）。制御部１３３は、上式（２）、（３）により、各領域ＢのスコアＳｃｏｒｅ_Ｎを算出する。さらに、上式（４）、（５）を経ることで、領域Ｂごとの二次空気の配分量の制御を行う。

【0091】

そして、制御部１３３は、決定した一次空気、二次空気の配分量に基づいて、一次空気ダンパ５５Ａ、二次空気ダンパ５５Ｂの開度を制御する。

【0092】

この後は、燃焼設備１の運転が終了したか否かを確認する（Ｓ１０７）その結果、燃焼設備１の運転が終了していなければ（Ｓ１０７：Ｎｏ）、ステップＳ１０１に戻り、上記の処理を繰り返す。また、燃焼設備１の運転が終了していれば（Ｓ１０７：Ｙｅｓ）、一連の処理を終了する。

【0093】

＜６．作用効果＞
比較例として、ステレオ形式で配置された２台のカメラにより取得された画像に基づき３次元データを生成し、生成した３次元データに基づいて焼却炉２の燃焼制御を行う構成について考える。この比較例の構成では、複数のカメラを用いた手法は、導入コストが掛かる。また、いずれのカメラ７０が故障した場合、動作不良となる。ステレオ式による３次元計測は同一の被写体を様々な角度から撮影、計測が必要となり複数の設置箇所が必要となる。これにより、既存設備への導入時は窓枠の確保や施工といったコストが発生、デッドスペースが増える等が考えられる。また、ステレオ式の手法は幾何学の基づく算出の際、カメラやセンサの互いの位置が既知である必要がある。よって、測定するカメラ及びセンサ同士の位置を校正（や同期）する必要があり、再設置に伴う再校正や振動などの外乱の影響を強く受け、精度が低下する。また利便性が低下する。さらに、複数のカメラで撮影した複数枚の画像又は動画を取得、保管するためデータ容量が大きくなる。

【0094】

一方で、本実施形態では、１台のカメラ７０を備えていれば良いので、導入コストが抑えられる。また、カメラ７０として、既存の監視カメラを利用すれば、カメラ７０の追設が不要でコストが掛からない。また、単一のカメラ７０で機能するため、カメラ７０を複数台備えれば、ステレオ形式で必要な複数台のカメラと同等コストで冗長システムを組むことができる。また、１台のカメラ７０で測定するため、機器同士の位置を校正・同期する必要がなく、外乱の影響を軽減できる。また、１台のカメラ７０を利用することで、複数のカメラを利用する場合と比べて、画像のデータ容量の増加は発生しない。

【0095】

上述したような制御装置１００および情報処理方法によれば、１台のカメラ７０により撮影された、焼却炉２内のごみ層Ｐを搬送方向Ｚの下流側から見た画像Ｉｍにおける、被写体の深度情報Ｉｄ、つまりごみ層Ｐの深度情報Ｉｄが得られる。処理部１３０は、生成された深度情報Ｉｄに基づいて、焼却炉２に関する燃焼制御または監視を行う。このように、１台のカメラ７０により撮影された画像Ｉｍに基づいて、焼却炉２におけるごみ層Ｐの燃焼状態を把握することができるので、設備費用の低減を図ることができる。

【0096】

また、３次元計測結果導出部１３１が、深度情報Ｉｄに対して座標系変換を行うことによって、焼却炉２内の３次元計測結果Ｒｓを導出する。これにより、焼却炉２内におけるごみ層Ｐの高さ分布等を得ることができる。このような３次元計測結果Ｒｓに基づいて、焼却炉２に関する燃焼制御または監視を行うことで、焼却炉２内のごみ層Ｐの状態に応じて、焼却炉２に関する燃焼制御または監視を適切に行うことができる。

【0097】

また、推定部１３２が、３次元計測結果Ｒｓに基づいて、焼却炉２の火格子３１上におけるごみ層Ｐの高さ分布、及びごみ層Ｐの体積流量とのうち少なくとも一方を推定する。これにより、その推定結果に基づいて、焼却炉２内のごみ層Ｐの高さ分布や、ごみ層Ｐの体積流量の状態に応じて、焼却炉２に関する燃焼制御または監視を適切に行うことができる。

【0098】

また、推定部１３２が、焼却炉２内に設定された複数の区画Ｃの各々について算出された、ごみ層Ｐの高さの推定値に基づいて、区画Ｃごとに評価値を算出する。制御部１３３は、算出された評価値と、区画Ｃごとに設定された補正係数とに基づいて、区画Ｃごとに配分される一次空気の配分量を決定する。これにより、焼却炉２内に設定された複数の区画Ｃの各々について、ごみ層Ｐの高さに応じた一次空気の配分量を、より適切に決定することができる。

【0099】

また、複数の区画Ｃの中で乾燥段２０ａに対応する区画Ｃに設定される補正係数が、燃焼段２０ｂに対応する区画Ｃに設定される補正係数に比べて、一次空気の配分量が相対的に少なくなるように設定される。これにより、より多くの空気を必要とする燃焼段２０ｂと、燃焼段２０ｂよりも少ない空気量で済む乾燥段２０ａに対し、一次空気を適切に配分することができる。

【0100】

また、推定部１３２が、焼却炉２内に設定された複数の区画Ｃの各々について算出された、ごみ層Ｐの高さの推定値に基づいて、区画Ｃごとに評価値を算出する。制御部１３３は、算出された評価値と、区画Ｃごとに設定された重み付け係数とに基づいて、区画Ｃごとに配分される一次空気の配分量を決定する。これにより、焼却炉２内に設定された複数の区画Ｃの各々について、ごみ層Ｐの高さに応じた一次空気の配分量を、一次空気の重み付け係数に応じて、より適切に決定することができる。

【0101】

また、複数の区画Ｃのなかで前部領域Ｂ１Ｌ、Ｂ１Ｍ、Ｂ１Ｒに近い区画Ｃから最も多い一次空気が供給される場合、前部領域Ｂ１Ｌ、Ｂ１Ｍ、Ｂ１Ｒに供給する二次空気を多くする。また、複数の区画Ｃのなかで後部領域Ｂ３Ｌ、Ｂ３Ｍ、Ｂ３Ｒに近い区画Ｃから最も多い一次空気が供給される場合、後部領域Ｂ３Ｌ、Ｂ３Ｍ、Ｂ３Ｒに供給する二次空気を多くする。これにより、より多くの一次空気が供給される領域に対し、二次空気についてもより多く供給することができる。

【0102】

また、複数の区画Ｃのなかで左部領域Ｂ１Ｌ、Ｂ２Ｌ、Ｂ３Ｌと比べて右部領域Ｂ１Ｒ、Ｂ２Ｒ、Ｂ３Ｒに近い１つ以上の区画Ｃにおけるごみ層Ｐの高さの推定値と、複数の区画Ｃのなかで右部領域Ｂ１Ｒ、Ｂ２Ｒ、Ｂ３Ｒと比べて左部領域Ｂ１Ｌ、Ｂ２Ｌ、Ｂ３Ｌに近い１つ以上の区画Ｃにおけるごみ層Ｐの高さの推定値とに基づき、左部領域Ｂ１Ｌ、Ｂ２Ｌ、Ｂ３Ｌと右部領域Ｂ１Ｒ、Ｂ２Ｒ、Ｂ３Ｒとに対する二次空気の配分量を決定する。これにより、炉幅方向Ｘにおいて、左部領域Ｂ１Ｌ、Ｂ２Ｌ、Ｂ３Ｌ側と右部領域Ｂ１Ｒ、Ｂ２Ｒ、Ｂ３Ｒ側におけるごみ層Ｐの高さの分布に応じて、二次空気を適切に分配することができる。これにより、二次空気を、より均一に供給することができる。

【0103】

このようにして、制御装置１００により、一次空気、二次空気の配分制御を行うことで、燃焼時に発生するＮＯｘ及びＣＯの低減が可能となる。図１２は、上記のような一次空気、二次空気の配分制御を行わない場合における、二酸化炭素の濃度分布を示すものである。図１３は、上記実施形態における制御装置１００により、一次空気、二次空気の配分制御を行った場合における、二酸化炭素の濃度分布を示すものである。図１２、図１３において、色が濃いほど、二酸化炭素の濃度が高いことを示している。図１２に示すように、一次空気、二次空気の配分制御を行わない場合、符号Ｓで示す部分のように、二酸化炭素が二次空気をすり抜けているのに対し、図１３に示すように、一次空気、二次空気の配分制御を適切に行うことで、二酸化炭素が二次空気をすり抜けることが抑制されている。これにより、環境負荷の低減、または脱硝アンモニア等の消費量低減が図れ、燃焼設備１全体のランニングコスト低減に繋がる。さらに、空気量の最適化運転ができれば、空気の過剰供給を抑制し機器の余剰運転が回避できるため、燃焼設備１全体のランニングコスト低減に繋がる。

【0104】

図１４は、本実施形態に係るコンピュータ１１００の構成を示すハードウェア構成図である。コンピュータ１１００は、例えば、プロセッサ１１１０、メインメモリ１１２０、ストレージ１１３０、およびインターフェース１１４０を備える。

【0105】

上述の制御装置１００の各機能部は、コンピュータ１１００に実装される。そして、上述した各機能部の動作は、プログラムの形式でストレージ１１３０に記憶されている。プロセッサ１１１０は、プログラムをストレージ１１３０から読み出してメインメモリ１１２０に展開し、当該プログラムに従って上記処理を実行する。また、プロセッサ１１１０は、プログラムに従って、上述した各機能部が使用する記憶領域をメインメモリ１１２０に確保する。

【0106】

プログラムは、コンピュータ１１００に発揮させる機能の一部を実現するためのものであってもよい。例えば、プログラムは、ストレージ１１３０に既に記憶されている他のプログラムとの組み合わせ、または他の装置に実装された他のプログラムとの組み合わせによって機能を発揮させるものであってもよい。また、コンピュータ１１００は、上記構成に加えて、または上記構成に代えてＰＬＤ（Programmable Logic Device）などのカスタムＬＳＩ（Large Scale Integrated Circuit）を備えてもよい。ＰＬＤの例としては、ＰＡＬ(Programmable Array Logic)、ＧＡＬ(Generic Array Logic)、ＣＰＬＤ(Complex Programmable Logic Device)、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）が挙げられる。この場合、プロセッサ１１１０によって実現される機能の一部または全部が当該集積回路によって実現されてよい。

【0107】

ストレージ１１３０の例としては、磁気ディスク、光磁気ディスク、半導体メモリなどが挙げられる。ストレージ１１３０は、コンピュータ１１００のバスに直接接続された内部メディアであってもよいし、インターフェース１１４０又は通信回線を介してコンピュータ１１００に接続される外部メディアであってもよい。また、このプログラムが通信回線によってコンピュータ１１００に配信される場合、配信を受けたコンピュータ１１００が当該プログラムをメインメモリ１１２０に展開し、上記処理を実行してもよい。また、当該プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよい。さらに、当該プログラムは、前述した機能をストレージ１１３０に既に記憶されている他のプログラムとの組み合わせで実現するもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であってもよい。

【0108】

＜付記＞
実施形態に記載の燃焼設備用システム、情報処理方法は、例えば以下のように把握される。

【0109】

（１）第１態様の燃焼設備用システム（例えば制御装置１００）は、焼却炉２における粉体層（例えばごみ層Ｐ）の搬送方向Ｚの下流側から焼却炉２内を撮影する１台のカメラ７０により撮影された画像Ｉｍを取得する取得部１１０と、取得部１１０により取得された１台のカメラ７０により撮影された画像Ｉｍを学習済みモデルＭに入力することで、カメラ７０から見た深度情報Ｉｄを生成する深度情報生成部１２０と、深度情報生成部１２０により生成された深度情報Ｉｄに基づき、焼却炉２に関する燃焼制御または監視を行う処理部１３０と、を備える。

【0110】

このような構成によれば、取得部１１０が、１台のカメラ７０により撮影された画像Ｉｍを取得する。取得された画像Ｉｍは、焼却炉２における粉体層の搬送方向Ｚの下流側から、焼却炉２内を撮影したものである。深度情報生成部１２０は、取得された画像Ｉｍを学習済みモデルＭに入力することで、カメラ７０から見た深度情報Ｉｄを生成する。これにより、１台のカメラ７０により撮影された、焼却炉２内の粉体層を搬送方向Ｚの下流側から見た画像Ｉｍにおける、被写体の深度情報Ｉｄ、つまり粉体層の深度情報Ｉｄが得られる。処理部１３０は、生成された深度情報Ｉｄに基づいて、焼却炉２に関する燃焼制御または監視を行うことができる。このように、１台のカメラ７０により撮影された画像Ｉｍに基づいて、焼却炉２における粉体層の燃焼状態を把握することができるので、設備費用の低減を図ることができる。

【0111】

（２）第２態様の燃焼設備用システムは、（１）の燃焼設備用システムであって、処理部１３０は、深度情報Ｉｄに対して座標系変換を行うことで焼却炉２内の３次元計測結果Ｒｓを導出する３次元計測結果導出部１３１を含み、３次元計測結果Ｒｓに基づき、焼却炉２に関する燃焼制御または監視を行う。このような構成によれば、３次元計測結果導出部１３１が、深度情報Ｉｄに対して座標系変換を行うことによって、焼却炉２内の３次元計測結果Ｒｓを導出する。これにより、焼却炉２内における粉体層の高さ分布等を得ることができる。このような３次元計測結果Ｒｓに基づいて、焼却炉２に関する燃焼制御または監視を行うことで、焼却炉２内の粉体層の状態に応じて、焼却炉２に関する燃焼制御または監視を適切に行うことができる。

【0112】

（３）第３態様の燃焼設備用システムは、（２）の燃焼設備用システムであって、処理部１３０は、３次元計測結果Ｒｓに基づき、焼却炉２の火格子３１上における粉体層の高さ分布と、粉体層の体積流量とのうち少なくとも一方を推定する推定部１３２と、推定部１３２による推定結果に基づき、焼却炉２に関する燃焼制御を行う制御部１３３と、を含む。このような構成によれば、推定部１３２が、３次元計測結果Ｒｓに基づいて、焼却炉２の火格子３１上における粉体層の高さ分布、または粉体層の体積流量とのうち少なくとも一方を推定する。これにより、その推定結果に基づいて、焼却炉２内の粉体層の高さ分布や、粉体層の体積流量の状態に応じて、焼却炉２に関する燃焼制御または監視を適切に行うことができる。

【0113】

（４）第４態様の燃焼設備用システムは、（３）の燃焼設備用システムであって、推定部１３２は、焼却炉２内に設定された複数の区画Ｃの各々について、３次元計測結果Ｒｓに基づいて粉体層の高さの推定値を算出し、制御部１３３は、粉体層の高さの推定値に基づいて区画Ｃごとに算出される評価値と、区画Ｃごとに設定された、深度情報Ｉｄから３次元計測結果Ｒｓを導出する過程で入り込む誤値を補正するための補正係数とに基づき、区画Ｃごとに配分される一次空気の配分量を決定する。このような構成によれば、推定部１３２が、焼却炉２内に設定された複数の区画Ｃの各々について算出された、粉体層の高さの推定値に基づいて、区画Ｃごとに評価値を算出する。制御部１３３は、算出された評価値と、区画Ｃごとに設定された補正係数とに基づいて、区画Ｃごとに配分される一次空気の配分量を決定する。補正係数は、深度情報Ｉｄから３次元計測結果Ｒｓを導出する過程で入り込む誤値を補正する。これにより、焼却炉２内に設定された複数の区画Ｃの各々について、粉体層の高さに応じた一次空気の配分量を、より適切に決定することができる。

【0114】

（５）第５態様の燃焼設備用システムは、（３）または（４）の燃焼設備用システムであって、推定部１３２は、焼却炉２内に設定された複数の区画Ｃの各々について、３次元計測結果Ｒｓに基づいて粉体層の高さの推定値を算出し、制御部１３３は、粉体層の高さの推定値に基づいて区画Ｃごとに算出される評価値と、区画Ｃごとに設定された一次空気の配分の優先度に関する重み付け係数とに基づき、区画Ｃごとに配分される一次空気の配分量を決定する。このような構成によれば、推定部１３２が、焼却炉２内に設定された複数の区画Ｃの各々について算出された、粉体層の高さの推定値に基づいて、区画Ｃごとに評価値を算出する。制御部１３３は、算出された評価値と、区画Ｃごとに設定された重み付け係数とに基づいて、区画Ｃごとに配分される一次空気の配分量を決定する。重み付け係数は、区画Ｃごとに設定された一次空気の配分の優先度に関するものである。これにより、焼却炉２内に設定された複数の区画Ｃの各々について、粉体層の高さに応じた一次空気の配分量を、一次空気の重み付け係数に応じて、より適切に決定することができる。

【0115】

（６）第６態様の燃焼設備用システムは、（３）から（５）のうちいずれか一つの燃焼設備用システムであって、焼却炉２は、火格子３１の上方に配置されて燃焼後のガスが流入する火炉４３を含み、火炉４３は、上方から見た場合に、搬送方向Ｚとは交差する方向で互いに並ぶ左部領域Ｂ１Ｌ、Ｂ２Ｌ、Ｂ３Ｌと右部領域Ｂ１Ｒ、Ｂ２Ｒ、Ｂ３Ｒとを含み、推定部１３２は、焼却炉２内に設定された複数の区画Ｃの各々について、３次元計測結果Ｒｓに基づいて粉体層の高さの推定値を算出し、制御部１３３は、複数の区画Ｃのなかで左部領域Ｂ１Ｌ、Ｂ２Ｌ、Ｂ３Ｌと比べて右部領域Ｂ１Ｒ、Ｂ２Ｒ、Ｂ３Ｒに近い１つ以上の区画Ｃにおける粉体層の高さの推定値と、複数の区画Ｃのなかで右部領域Ｂ１Ｒ、Ｂ２Ｒ、Ｂ３Ｒと比べて左部領域Ｂ１Ｌ、Ｂ２Ｌ、Ｂ３Ｌに近い１つ以上の区画Ｃにおける粉体層の高さの推定値とに基づき、左部領域Ｂ１Ｌ、Ｂ２Ｌ、Ｂ３Ｌと右部領域Ｂ１Ｒ、Ｂ２Ｒ、Ｂ３Ｒとに対する二次空気の配分量を決定する。このような構成によれば、搬送方向Ｚとは交差する方向において、左部領域Ｂ１Ｌ、Ｂ２Ｌ、Ｂ３Ｌ側と右部領域Ｂ１Ｒ、Ｂ２Ｒ、Ｂ３Ｒ側における粉体層の高さの分布に応じて、二次空気を適切に分配することができる。これにより、二次空気を、より均一に供給することができる。

【0116】

（７）第７態様の燃焼設備用システムは、（４）から（６）のいずれか一つの燃焼設備用システムであって、焼却炉２は、火格子３１の上方に配置されて燃焼後のガスが流入する火炉４３を含み、火炉４３は、上方から見た場合に、前部領域Ｂ１Ｌ、Ｂ１Ｍ、Ｂ１Ｒと、前部領域Ｂ１Ｌ、Ｂ１Ｍ、Ｂ１Ｒと比べて搬送方向Ｚの下流側に配置された後部領域Ｂ３Ｌ、Ｂ３Ｍ、Ｂ３Ｒとを含み、制御部１３３は、複数の区画Ｃのなかで後部領域Ｂ３Ｌ、Ｂ３Ｍ、Ｂ３Ｒと比べて前部領域Ｂ１Ｌ、Ｂ１Ｍ、Ｂ１Ｒに近い１つ以上の区画Ｃから最も多い一次空気が供給される場合、後部領域Ｂ３Ｌ、Ｂ３Ｍ、Ｂ３Ｒと比べて前部領域Ｂ１Ｌ、Ｂ１Ｍ、Ｂ１Ｒに供給する二次空気を多くする。このような構成によれば、より多くの一次空気が供給される領域に対し、二次空気についてもより多く供給することができる。

【0117】

（８）第８態様の情報処理方法は、１つ以上のコンピュータが、焼却炉２における被焼却物の搬送方向Ｚの下流側から焼却炉２内を撮影する１台のカメラ７０により撮影された画像Ｉｍを取得し、取得した１台のカメラ７０により撮影された画像Ｉｍを学習済みモデルＭに入力することで、カメラ７０から見た深度情報Ｉｄを生成し、生成した深度情報Ｉｄに基づき、焼却炉２に関する燃焼制御または監視を行う、ことを含む。このような構成によれば、１台のカメラ７０により撮影された、焼却炉２内の粉体層を搬送方向Ｚの下流側から見た画像Ｉｍにおける、被写体の深度情報Ｉｄ、つまり粉体層の深度情報Ｉｄを取得する。このように、生成された深度情報Ｉｄに基づいて、焼却炉２に関する燃焼制御または監視を行うことができる。このように、１台のカメラ７０により撮影された画像Ｉｍに基づいて、焼却炉２における粉体層の燃焼状態を把握することができるので、設備費用の低減を図ることができる。

【符号の説明】

【0118】

１…燃焼設備
２…焼却炉
２０ａ…乾燥段
２０ｂ…燃焼段
２０ｃ…後燃焼段
３１…火格子
４３…火炉
７０…カメラ
１００…制御装置（燃焼設備用システム）
１１０…取得部
１２０…深度情報生成部
１３０…処理部
１３１…３次元計測結果導出部
１３２…推定部
１３３…制御部
１１００…コンピュータ
Ｂ…領域
Ｃ…区画
Ｉｄ…深度情報
Ｉｍ…画像
Ｐ…ごみ層（粉体層）
Ｒｓ…３次元計測結果

【要約】

【課題】設備費用の低減を図ることができる燃焼設備用システムおよび情報処理方法を提供する。
【解決手段】燃焼設備用システムは、焼却炉における被焼却物の搬送方向の下流側から焼却炉内を撮影する１台のカメラにより撮影された画像を取得する取得部と、取得部により取得された１台のカメラにより撮影された画像を学習済みモデルに入力することで、カメラから見た深度情報を生成する深度情報生成部と、深度情報生成部により生成された深度情報に基づき、焼却炉に関する燃焼制御または監視を行う処理部と、を備える。
【選択図】図４

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9A】

【図9B】

【図10A】

【図10B】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】