搬送量推定装置
【課題】コンベアで搬送される搬送物の累計体積の推定精度を向上させることが可能な搬送量推定装置を提供する。
【解決手段】管理面Ｑを通過した搬送物Ｚの累計体積を推定する搬送量推定装置Ｅ１であって、最も外側に位置する二つの測線Ｄ1，Ｄkと計測対象面Ｐnとで囲まれた計測領域Ｋの実面積を取得する面積取得手段３１と、管理面Ｑを通過した搬送物Ｚの通過体積を取得する体積取得手段３３と、を備えており、面積取得手段３１は、空荷状態であると判定されたときには、空荷状態を想定して規定した仮想距離ｄHを用いて算出した計測領域Ｋの面積を実面積として取得し、空荷状態でないと判定されたときには、距離取得手段１１で取得された距離ｄnを用いて算出した計測領域Ｋの面積を実面積として取得する。
【解決手段】管理面Ｑを通過した搬送物Ｚの累計体積を推定する搬送量推定装置Ｅ１であって、最も外側に位置する二つの測線Ｄ1，Ｄkと計測対象面Ｐnとで囲まれた計測領域Ｋの実面積を取得する面積取得手段３１と、管理面Ｑを通過した搬送物Ｚの通過体積を取得する体積取得手段３３と、を備えており、面積取得手段３１は、空荷状態であると判定されたときには、空荷状態を想定して規定した仮想距離ｄHを用いて算出した計測領域Ｋの面積を実面積として取得し、空荷状態でないと判定されたときには、距離取得手段１１で取得された距離ｄnを用いて算出した計測領域Ｋの面積を実面積として取得する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンベアで搬送される搬送物の累計体積を推定する搬送量推定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
コンベアの搬送面を横断するように設けた管理面を通過した搬送物の通過体積を取得する測定サイクルを複数回実行し、各測定サイクルにおいて取得された通過体積を累計することで、管理面を通過した搬送物の累計体積を推定する搬送量推定装置が特許文献１に開示されている。
【０００３】
特許文献１の搬送量推定装置は、管理面内に設けた複数の測線の各々について、コンベアの上方に設けた原点からコンベアの搬送面または搬送物の表面である計測対象面までの距離を計測するレーザ走査装置と、このレーザ走査装置で計測された距離に基づいて、管理面を通過した搬送物の断面積を取得する断面積取得手段と、測定サイクルを１回行う間に搬送面が移動した距離を断面積取得手段で取得した断面積に乗算することで、測定サイクルを１回行う間に管理面を通過した搬送物の通過体積を取得する体積取得手段と、を備えて構成されていて、複数の測定サイクルの各々において取得された通過体積を累計することで、管理面を通過した搬送物の総量（累計体積）を推定している。
【０００４】
なお、特許文献１の搬送量推定装置においては、レーザ走査装置で計測された複数の距離ｄn1，ｄn2，…ｄnkを用いて、最も外側に位置する二つの測線Ｄ1，Ｄk（図２参照）と計測対象面Ｐnとで囲まれた扇状の計測領域Ｋ（図２参照）の実面積Ｓnを取得し、空荷状態（搬送面上に搬送物が存在していない状態）を想定して規定した計測領域Ｋにおける仮想面積Ｓ0から実面積Ｓnを差し引くことで、管理面を通過した搬送物の断面積Ａnを取得している。
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−８１９８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
空荷状態のときには、実面積Ｓnと仮想面積Ｓ0とが一致し、搬送物の断面積Ａnがゼロになるはずであるが、計測誤差等の影響により、実面積Ｓnと仮想面積Ｓ0とが完全に一致することは稀である。空荷状態であるにも係わらず、通過体積Ｖnがゼロにならない場合には、通過体積Ｖnが誤差となって蓄積されてしまうので、これらを累計して得られる累計体積Ｔnの推定精度が悪化する虞がある。
【０００７】
このような観点から、本発明は、コンベアで搬送される搬送物の累計体積を推定する搬送量推定装置であって、累計体積の推定精度を向上させることが可能な搬送量推定装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
このような課題を解決する第一の発明は、コンベアの搬送面を横断するように設けた管理面を通過した搬送物の通過体積を取得する測定サイクルを複数回実行し、各測定サイクルにおいて取得された通過体積を累計することで、前記管理面を通過した搬送物の累計体積を推定する搬送量推定装置であって、前記コンベアが空荷状態であるか否かを判定する空荷判定手段と、前記管理面内に設けた複数の測線の各々について、前記コンベアの上方に設けた原点から前記搬送面または搬送物の表面である計測対象面までの距離を取得する距離取得手段と、最も外側に位置する二つの前記測線と前記計測対象面とで囲まれた計測領域の実面積を取得する面積取得手段と、空荷状態を想定して規定した前記計測領域の仮想面積から前記実面積を差し引くことで、前記管理面を通過した搬送物の断面積を取得する断面積取得手段と、前記搬送面の移動距離を前記断面積に乗算することで、前記管理面を通過した搬送物の通過体積を取得する体積取得手段と、を備えており、前記面積取得手段は、前記空荷判定手段により空荷状態であると判定されたときには、空荷状態を想定して規定した前記各測線における仮想距離を用いて算出した前記計測領域の面積を前記実面積として取得するか、若しくは、前記仮想面積を前記実面積として取得し、前記空荷判定手段において空荷状態でないと判定されたときには、前記距離取得手段で取得された距離を用いて算出した前記計測領域の面積を前記実面積として取得することを特徴とする。
【０００９】
第一の発明によれば、空荷状態であると判定された場合に、断面積取得手段において取得される搬送物の断面積がゼロとなり、ひいては、体積取得手段において取得される搬送物の通過体積もゼロとなるので、コンベアの搬送面上に搬送物が存在していないにも係わらず搬送物の累計体積が増加してしまうという不具合を解消することが可能となる。つまり、第一の発明によれば、空荷状態が長時間に亘って継続するような場合であっても、累計体積の推定精度を向上させることが可能となる。
【００１０】
前記課題を解決する第二の発明は、コンベアの搬送面を横断するように設けた管理面を通過した搬送物の通過体積を取得する測定サイクルを複数回実行し、各測定サイクルにおいて取得された通過体積を累計することで、前記管理面を通過した搬送物の累計体積を推定する搬送量推定装置であって、前記コンベアが空荷状態であるか否かを判定する空荷判定手段と、前記管理面内に設けた複数の測線の各々について、前記コンベアの上方に設けた原点から前記搬送面または搬送物の表面である計測対象面までの距離を取得する距離取得手段と、前記距離取得手段で取得された距離を用いて、最も外側に位置する二つの前記測線と前記計測対象面とで囲まれた計測領域の実面積を取得する面積取得手段と、空荷状態を想定して規定した前記計測領域の仮想面積から前記実面積を差し引くことで、前記管理面を通過した搬送物の断面積を取得する断面積取得手段と、前記搬送面の移動距離を前記断面積に乗算することで、前記管理面を通過した搬送物の通過体積を取得する体積取得手段と、を備えており、前記断面積取得手段は、前記空荷判定手段により空荷状態であると判定されたときには、前記断面積をゼロに設定することを特徴とする。
【００１１】
第二の発明によれば、空荷状態であると判定された場合に、体積取得手段において取得される搬送物の通過体積がゼロとなるので、コンベアの搬送面上に搬送物が存在していないにも係わらず搬送物の累計体積が増加してしまうという不具合を解消することが可能となり、ひいては、累計体積の推定精度を向上させることが可能となる。
【００１２】
前記課題を解決する第三の発明は、コンベアの搬送面を横断するように設けた管理面を通過した搬送物の通過体積を取得する測定サイクルを複数回実行し、各測定サイクルにおいて取得された通過体積を累計することで、前記管理面を通過した搬送物の累計体積を推定する搬送量推定装置であって、前記コンベアが空荷状態であるか否かを判定する空荷判定手段と、前記管理面内に設けた複数の測線の各々について、前記コンベアの上方に設けた原点から前記搬送面または搬送物の表面である計測対象面までの距離を取得する距離取得手段と、前記距離取得手段で取得された距離を用いて、最も外側に位置する二つの前記測線と前記計測対象面とで囲まれた計測領域の実面積を取得する面積取得手段と、空荷状態を想定して規定した前記計測領域の仮想面積から前記実面積を差し引くことで、前記管理面を通過した搬送物の断面積を取得する断面積取得手段と、前記搬送面の移動距離を前記断面積に乗算することで、前記管理面を通過した搬送物の通過体積を取得する体積取得手段と、を備えており、前記体積取得手段は、前記空荷判定手段により空荷状態であると判定されたときには、前記通過体積をゼロに設定することを特徴とする。
【００１３】
第三の発明によれば、空荷状態であると判定された場合における搬送物の通過体積がゼロに設定されるので、コンベアの搬送面上に搬送物が存在していないにも係わらず搬送物の累計体積が増加してしまうという不具合を解消することが可能となり、ひいては、累計体積の推定精度を向上させることが可能となる。
【００１４】
前記課題を解決する第四の発明は、コンベアの搬送面を横断するように設けた管理面を通過した搬送物の通過体積を取得する測定サイクルを複数回実行し、各測定サイクルにおいて取得された通過体積を累計することで、前記管理面を通過した搬送物の累計体積を推定する搬送量推定装置であって、前記コンベアが空荷状態であるか否かを判定する空荷判定手段と、コンベアの搬送面を横断する管理面内に設けた複数の測線の各々について、前記コンベアの上方に設けた原点から前記搬送面または搬送物の表面である計測対象面までの距離を取得する距離取得手段と、前記距離取得手段で取得された距離を用いて、最も外側に位置する二つの測線と前記計測対象面とで囲まれた計測領域の実面積を取得する面積取得手段と、空荷状態を想定して規定した前記計測領域の仮想面積から前記実面積を差し引くことで、前記管理面を通過した搬送物の断面積を取得する断面積取得手段と、前記搬送面の移動距離を前記断面積に乗算することで、前記管理面を通過した搬送物の通過体積を取得する体積取得手段と、を備えており、前記空荷判定手段により空荷状態でないと判定された測定サイクルにおいて取得された前記通過体積のみを累計することで、前記管理面を通過した搬送物の累計体積を推定することを特徴とする。
【００１５】
第四の発明によれば、空荷状態であると判定された測定サイクルで取得された搬送物の通過体積を除外して累計体積が推定されることになるので、コンベアの搬送面上に搬送物が存在していないにも係わらず搬送物の累計体積が増加してしまうという不具合を解消することが可能となり、ひいては、累計体積の推定精度を向上させることが可能となる。
【００１６】
上記各発明において、判定手段における判定手法に制限はないが、距離取得手段で取得された距離に基づいて空荷状態であるか否かの判定を行うことが望ましい。このようにすると、空荷状態であるか否かの判定を行うための専用の計測手段（例えば、ロードセルなど）が不要になるので、従前の搬送量推定装置と同程度のコストで、累計体積の推定精度を向上させることが可能となる。
【００１７】
なお、距離取得手段で取得された距離を用いた判定手法としては、例えば、前記距離取得手段で取得された複数の距離の総てが基準距離以上である場合に空荷状態であると判定し、前記複数の距離の少なくとも一つが前記基準距離よりも小さい場合に空荷状態でないと判定する手法、前記面積取得手段で取得された実面積が、基準面積よりも大きい場合に空荷状態であると判定し、前記基準面積以下である場合に空荷状態でないと判定する手法、前記断面積取得手段で取得された断面積が、基準断面積以下である場合に空荷状態であると判定し、前記基準断面積よりも大きい場合に空荷状態でないと判定する手法などがある。
【００１８】
ところで、各測線で得られた距離のみを用いて搬送物の断面積を取得すると、最も外側に位置する測線からはみ出した状態で搬送される搬送物の断面積を正確に把握することができず、累計体積の推定精度を悪化させる虞がある。このような問題を解決するためには、搬送量推定装置に、最も外側に位置する前記測線の外側に搬送物がはみ出した状態であるか否かを判定する搬送状態判定手段を具備させ、さらに、最も外側に位置する前記測線のさらに外側に設けた少なくとも一つの予備測線に沿って距離を計測する機能を前記距離取得手段に具備させるとともに、前記搬送状態判定手段においてはみ出した状態であると判定された場合に、前記予備測線を最も外側に位置する測線とみなして、前記実面積を取得する機能を前記面積取得手段に具備させればよい。
【００１９】
はみ出した状態であるか否かを判定する手法に制限はないが、最も外側に位置する前記測線において取得された距離が、当該測線上における前記基準距離よりも小さい場合に、はみ出した状態であると判定し、前記基準距離以上である場合に、はみ出した状態でないと判定することが望ましい。このようにすると、はみ出した状態であるか否かの判定を行うための専用の計測手段が不要になるので、従前の搬送量推定装置と同程度のコストで、累計体積の推定精度を向上させることが可能となる。
【００２０】
この他、最も外側に位置する前記測線のさらに外側に設けた少なくとも一つの予備測線に沿って距離を取得する機能を前記距離取得手段に具備させるとともに、前記各予備測線において取得された距離に基づいて搬送物の端部を通る前記予備測線を抽出する機能を前記搬送状態判定手段に具備させ、さらに、前記搬送状態判定手段により抽出された予備側線を、最も外側に位置する測線とみなして、前記実面積を取得する機能を前記面積取得手段に具備させることでも、最も外側に位置する測線からはみ出した状態で搬送される搬送物の断面積を正確に把握することが可能となる。
【００２１】
この場合には、隣り合う前記予備測線において取得された距離の差分値の絶対値を算出するとともに、当該絶対値が抽出基準差分値以上であるか否かを判定し、前記抽出基準差分値以上であると判定された場合に、隣り合う前記予備測線のうち、内側に位置する前記予備測線を、搬送物の端部を通る予備測線として抽出するか、あるいは、前記予備測線において取得された距離が抽出基準距離以下であるか否かを判定し、前記抽出基準距離以下であると判定された予備測線のうち最も外側に位置するものを、搬送物の端部を通る予備測線として抽出することが望ましい。このようにすると、搬送物の端部を通る予備測線を抽出するための専用の計測手段が不要になるので、従前の搬送量推定装置と同程度のコストで、累計体積の推定精度を向上させることが可能となる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明に係る搬送量推定装置によれば、コンベアで搬送される搬送物の累計体積の推定精度を向上させることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
（第一の実施形態）
図１の（ａ）および（ｂ）に示す第一の実施形態に係る搬送量推定装置Ｅ１は、管理面Ｑを通過した搬送物Ｚの体積（通過体積）Ｖnを取得する測定サイクルを複数回実行し、各測定サイクルにおいて取得された通過体積Ｖnを累計することで、コンベアＣに載せられた状態で管理面Ｑを通過した搬送物Ｚの累計体積Ｔnを推定するものであり、測定部１、判定部２、演算部３、記憶部４、表示部５などを備えている。なお、符号の添え字「ｎ」は、ｎ回目の測定サイクルで取得されたことを意味する。
【００２４】
搬送物Ｚの種類やコンベアＣの形式等は限定されるものではないが、本実施形態においては、トンネル掘削に伴い発生した土砂など断面形状が不定形な搬送物Ｚとし、トンネル構内に設置されたベルトコンベアをコンベアＣとする場合を例示する。
【００２５】
管理面Ｑは、コンベアＣを横断するように設定された仮想上の平面であり、本実施形態では、コンベアＣの搬送方向（搬送面Ｃ１の移動方向）に直交している。
【００２６】
搬送量推定装置Ｅ１のうち、判定部２、演算部３、記憶部４および表示部５は、汎用コンピュータ（図示略）を利用して構成されている。この汎用コンピュータは、ＣＰＵ（中央演算処理装置）のほか、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ハードディスクなどの記憶装置（記憶部４）、ディスプレイなどの表示装置（表示部５）、測定部１とデータのやり取りを行うためのインターフェースなどを備えて構成されていて、記憶装置に記憶されたプログラムを実行することで、判定部２および演算部３として機能する。
【００２７】
測定部１は、コンベアＣの上方に設けた原点Ｏから計測対象面Ｐnまでの距離ｄn1，ｄn2，…ｄnkを取得する距離取得手段１１と、搬送面Ｃ１の移動距離ｘnを取得する移動量取得手段１２とを備えている。
【００２８】
ここで、計測対象面Ｐnは、搬送面Ｃ１または搬送物Ｚの表面であり、搬送物Ｚの有無や断面形状に応じて変化する。例えば、搬送物Ｚが全く存在しない状態であれば搬送面Ｃ１が計測対象面Ｐnとなり（図２の（ａ）参照）、搬送面Ｃ１上の全面に亘って搬送物Ｚが搭載されていれば、搬送物Ｚの表面Ｚ１が計測対象面Ｐnとなる（図２の（ｂ）参照）。また、搬送面Ｃ１上の一部に搬送物Ｚが搭載されている場合には、搬送面Ｃ１と搬送物Ｚの表面Ｚ１とによって計測対象面Ｐnが形成されることになる（図２の（ｃ）参照）。
【００２９】
図３に示すように、距離取得手段１１は、管理面Ｑ内に設けた複数の測線Ｄ1，Ｄ2，…Ｄkの各々について、原点Ｏから計測対象面Ｐn（より詳細には、測線Ｄ1，Ｄ2，…Ｄkと計測対象面Ｐnとの交点である計測点ｐn1，ｐn2，…ｐnk）までの距離ｄn1，ｄn2，…ｄnkを取得し、取得した距離ｄn1，ｄn2，…ｄnkを判定部２と演算部３とに出力する。なお、測線Ｄ1，Ｄ2，…Ｄkは、距離ｄn1，ｄn2，…ｄnkの計測方向を示す仮想上の直線であり、本実施形態では、原点Ｏを中心として所定角度φごとに設けられている。
【００３０】
以下の説明において、測線Ｄ1，Ｄ2，…Ｄkを区別しない場合には添え字を省略して「測線Ｄ」と称し、これに対応して距離ｄn1，ｄn2，…ｄnkを「距離ｄn」と称する。計測点ｐn1，ｐn2，…ｐnkについても同様である。
【００３１】
本実施形態の距離取得手段１１は、非接触型の距離計の一種であるレーザスキャナ（レーザ走査装置）であり、所定角度φごとに計測対象面Ｐnに向けてレーザ光を照射し、計測対象面Ｐnで反射したレーザ光を受光することで、測線Ｄにおいて距離ｄnを計測する。ちなみに、計測点ｐnの位置は、原点Ｏを中心とする極座標（円座標）で表すことができ、これを極座標平面にプロットすることで、計測対象面Ｐnの表面形状を把握することができる。
【００３２】
図１の（ｂ）に示すように、移動量取得手段１２は、所定時間Δｔnの間に搬送面Ｃ１が移動する移動距離ｘnを取得し、取得した移動距離ｘnを演算部３に出力する。所定時間Δｔnは、例えば、今回（ｎ回目）の測定サイクルにおいて距離取得手段１１が計測対象面Ｐnに対する測定を開始した時刻ｔnから、次回（ｎ＋１回目）の測定サイクルにおいて距離取得手段が計測対象面Ｐn+1に対する測定を開始する時刻ｔn+1まで（Δｔn＝ｔn+1−ｔn）、とすることができる。本実施形態の移動量取得手段１２は、刷子式、光電式または磁気式のリニアエンコーダであり、コンベアベルトの裏側に設置されている。なお、図示は省略するが、コンベアＣの動力源であるモータ等の出力軸に付設したロータリーエンコーダを利用して搬送面Ｃ１の移動距離ｘnを取得してもよいし、速度計で計測したコンベアベルトの送り速度から移動距離ｘnを算出してもよい。
【００３３】
判定部２は、図３に示すように、コンベアＣが空荷状態であるか否かを判定する空荷判定手段２１を備えている。
【００３４】
空荷判定手段２１は、測線Ｄごとに定義された基準距離ｄHを記憶部４から読み出したうえで、対応する距離ｄnと比較し、複数の距離ｄnの総てが基準距離ｄH以上である場合に「空荷状態である」と判定し、複数の距離ｄnの少なくとも一つが基準距離ｄHよりも小さい場合に「空荷状態でない」と判定する。判定結果は、演算部３に出力される。図２の（ａ）に示すように、基準距離ｄH1，ｄH2，…ｄHkは、原点Ｏから搬送面Ｃ１の上方に設定された判定基準線Ｈまでの距離であり、測線Ｄ1，Ｄ2，…Ｄkごとに定義されている。判定基準線Ｈと搬送面Ｃ１との離隔距離は、適宜設定することができるが、必要以上に大きくすると、無視できない量の搬送物Ｚが搬送面Ｃ１上に存在しているにも係わらず空荷状態であるとの判定がなされる虞があり、必要以上に小さくすると、距離取得手段１１の測定誤差等により空荷状態であるにも係わらず搬送物Ｚが存在しているかのような判定がなされる虞があるので、距離取得手段１１の測定精度と同程度に設定することが望ましい。
【００３５】
図３に示すように、演算部３は、面積取得手段３１と、断面積取得手段３２と、体積取得手段３３と、累計手段３４と、を備えている。
【００３６】
面積取得手段３１は、最も外側に位置する二つの測線Ｄ1，Ｄkと計測対象面Ｐnとで囲まれた計測領域Ｋ（図２参照）の実面積Ｓnを取得するものであり、本実施形態では、空荷判定手段２１により「空荷状態である」と判定されたときには、空荷状態を想定して規定した各測線Ｄにおける仮想距離ｄ（図２の（ａ）参照）を用いて算出した計測領域Ｋの面積Ｓ１nを実面積Ｓnとして取得し、空荷判定手段２１により「空荷状態でない」と判定されたときには、距離取得手段１１で取得された距離ｄnを用いて算出した計測領域Ｋの面積Ｓ２nを実面積Ｓnとして取得する。取得された実面積Ｓnは、断面積取得手段３２に出力される。ここで、仮想距離ｄは、例えば、コンベアＣの稼動前に搬送物Ｚが全く存在していない状態で測定した原点Ｏと計測対象面Ｐn（搬送面Ｃ１）との離隔距離であり、予め記憶部４に記憶されている。
【００３７】
なお、計測領域Ｋの面積は、例えば、測線Ｄ（線分Ｏｐn）を垂線とする二等辺三角形の面積ΔＳの総和を算出することで得ることができる。
二等辺三角形の垂線の長さをｈとすると、
ΔＳ＝ｈ２×tan（φ／２） （式１）
であるから、仮想距離ｄ1，ｄ2，…ｄkを用いる場合の計測領域Ｋの面積Ｓ１nは、
Ｓ１n＝（ｄ12＋ｄ22＋・・・＋ｄk2）×tan（φ／２） （式２）
により算出され、距離取得手段１１で取得された距離ｄnを用いる場合の計測領域Ｋの面積Ｓ２nは、
Ｓ２n＝（ｄn12＋ｄn22＋・・・＋ｄnk2）×tan（φ／２） （式３）
により算出される。
【００３８】
断面積取得手段３２は、空荷状態を想定して規定した計測領域Ｋ（図２参照）の仮想面積Ｓ0から面積取得手段３１で取得された実面積Ｓnを差し引くことで、管理面Ｑを通過した搬送物Ｚの断面積Ａnを取得するものである。すなわち、断面積取得手段３２は、
Ａn＝Ｓ0−Ｓn （式４）
により断面積Ａnを算出する。断面積取得手段３２により取得された断面積Ａnは、体積取得手段３３に出力される。なお、仮想面積Ｓ0は、仮想距離ｄ1，ｄ2，…ｄkを用いて計算した計測領域Ｋの面積Ｓ１nと等しく、したがって、実面積Ｓnとして面積Ｓ１nが取得された場合（「空荷状態である」と判定された場合）には、搬送物の断面積Ａnは、ゼロとなる。
【００３９】
体積取得手段３３は、移動量取得手段１２から出力された搬送面Ｃ１の移動距離ｘnを断面積取得手段３２から出力された断面積Ａnに乗算することで、所定時間Δｔnの間に管理面Ｑを通過した搬送物Ｚの通過体積Ｖnを取得する。
すなわち、体積取得手段３３は、
Ｖn＝ｘn×Ａn （式５）
により、通過体積Ｖnを算出する。体積取得手段３３により取得された通過体積Ｖnは、累計手段３４に出力される。
【００４０】
累計手段３４は、各測定サイクルにおいて取得された通過体積Ｖnを累計することで、管理面Ｑを通過した搬送物Ｚの累計体積Ｔnを推定する。具体的に、累計手段３４は、記憶部４に記憶された前回の測定サイクルまでの累計体積Ｔn-1を読み出し、読み出した前回までの累計体積Ｔn-1に体積取得手段３３から出力された今回の測定サイクルにおける通過体積Ｖnを加算することで、今回の測定サイクルまでの累計体積Ｔnを推定する。すなわち、累計手段３４は、
Ｔn＝Ｔn-1＋Ｖn （式６）
により、累計体積Ｔnを推定する。初期値Ｔ0は、例えば、ゼロである。推定した累計体積Ｔnは、記憶部４に出力される。
なお、記憶部４に、各測定サイクルにおいて取得された通過体積Ｖ1，Ｖ2，…Ｖn-1，Ｖnが記憶されている場合には、これらの総和を累計体積Ｔnとしてもよい。また、累計体積Ｔnに単位体積重量を乗算することで、搬送物Ｚの重量を取得しても勿論差し支えない。
【００４１】
記憶部４は、ＣＰＵを判定部２および演算部３として機能させるためのプログラムのほか、距離取得手段１１の測定ピッチ（角度φ）、基準距離ｄH、仮想距離ｄ、仮想面積Ｓ0、各測定サイクルにおける搬送物Ｚの通過体積Ｖ1，Ｖ2，…Ｖn-1，Ｖn、累積体積Ｔnなどが記憶されている。
【００４２】
表示部５は、記憶部４に記憶されたデータや当該データに基づいて作成したグラフなどを表示するものである。表示部５に累積体積Ｔnなどを表示することで、累積体積Ｔnをリアルタイムで把握することが可能となる。
【００４３】
次に、本実施形態に係る搬送量推定装置Ｅ１を利用した搬送量の推定方法を、図３に示すブロック図と図４に示すフローチャートを参照しつつ詳細に説明する。
【００４４】
まず、距離取得手段１１により、計測対象面Ｐnをスキャニングし、複数の測線Ｄ1，Ｄ2，…Ｄkの各々について、原点Ｏから計測対象面Ｐnまでの距離ｄn1，ｄn2，…ｄnkを計測するとともに、移動量取得手段１２により、所定時間Δｔnの間に搬送面Ｃ１が移動した移動距離ｘnを計測する（ステップ１０１）。
【００４５】
次に、空荷判定手段２１により、空荷状態であるか否かを判定する（ステップ１０２）。具体的には、測線Ｄ1，Ｄ2，…Ｄkの各々について、距離ｄnと基準距離ｄHとを比較し、複数の距離ｄnの総てが基準距離ｄH以上である場合に空荷状態である（Ｙｅｓ）と判定し、複数の距離ｄnの少なくとも一つが基準距離ｄHよりも小さい場合に「空荷状態でない（Ｎｏ）」と判定する。すなわち、測線Ｄ1，Ｄ2，…Ｄkの総てについて、
ｄn1≧ｄH1
ｄn2≧ｄH2
・
・
・
ｄnk≧ｄHk
が成立する場合（すなわち、計測点ｐn1，ｐn2，…ｐnkの総てが判定基準線Ｈ上か、あるいは判定基準線Ｈよりも下側に位置する場合）に「空荷状態である」と判定し、少なくとも一つの測線Ｄにおいて成立しない場合に「空荷状態でない」と判定する。
【００４６】
ステップ１０２において空荷状態である（Ｙｅｓ）と判定された場合には、ステップ１０３に進み、記憶部４の中から仮想距離ｄを読み出すとともに、この仮想距離ｄを式（２）に代入することにより計測領域Ｋの面積Ｓ１nを算出し、得られた面積Ｓ１nを実面積Ｓnとして取得する。
【００４７】
また、ステップ１０２において「空荷状態でない（Ｎｏ）」と判定された場合には、ステップ１０４に進み、距離取得手段１１で実測された距離ｄnを式（３）に代入することにより計測領域Ｋの面積Ｓ２nを算出し、得られた面積Ｓ２nを実面積Ｓｎとして取得する。
【００４８】
ステップ１０３またはステップ１０４において実面積Ｓnを取得したら、ステップ１０５に進み、式（４）により、管理面Ｑを通過した搬送物Ｚの断面積Ａnを算出し、さらに、ステップ１０６に進み、ステップ１０１で取得した搬送面Ｃ１の移動距離ｘnとステップ１０５で取得した搬送物Ｚの断面積Ａnとを式（５）に代入することで、所定時間Δｔnの間に管理面Ｑを通過した通過体積Ｖnを算出し、これを記憶部４に書き込む。
【００４９】
通過体積Ｖnを取得したら、ステップ１０７に進む。ステップ１０７では、記憶部４の中から、前回（ｎ−１回目）の測定サイクルまでに管理面Ｑを通過した累計体積Ｔn-1を読み出し、今回の通過体積Ｖnと前回までの累計体積Ｔn-1とを式（６）に代入することにより、今回（ｎ回目）の測定サイクルまでに管理面Ｑを通過した累計体積Ｔnを算出し、取得した累計体積Ｔnを記憶部４に書き込む。以後、上記のステップ１０１〜１０７を、コンベアＣが停止するまで繰り返すことで、累計体積Ｔnを随時更新する。
【００５０】
以上説明した本実施形態に係る搬送量推定装置Ｅ１によれば、空荷状態であると判定された場合に、断面積取得手段３２において取得される搬送物の断面積Ａnがゼロとなり、ひいては、体積取得手段３３において取得される搬送物の通過体積Ｖnもゼロとなるので、コンベアＣの搬送面Ｃ１上に搬送物Ｚが存在していないにも係わらず搬送物Ｚの累計体積Ｔnが増加してしまうという不具合を解消することが可能となる。つまり、搬送量推定装置Ｅ１によれば、空荷状態が長時間に亘って継続するような場合であっても、累計体積Ｔnの推定精度を向上させることが可能となる。
【００５１】
また、搬送量推定装置Ｅ１によれば、距離取得手段１１で取得された距離ｄnに基づいて空荷状態であるか否かの判定を行っているので、当該判定を行うための専用の計測手段（例えば、ロードセルなど）が不要になり、ひいては、従前の搬送量推定装置と同程度のコストで、累計体積の推定精度を向上させることが可能となる。
【００５２】
（変形例１）
前記した実施形態では、空荷状態のときに、仮想距離ｄを用いて算出した計測領域Ｋの面積Ｓ１nを実面積Ｓnとして取得する場合を例示したが、仮想距離ｄを用いて算出せずに、予め規定した仮想面積Ｓ0を実面積Ｓnとして取得しても差し支えない。この場合も、式（４）で算出される搬送物の断面積Ａnは、ゼロとなるので、コンベアＣの搬送面Ｃ１上に搬送物Ｚが存在していないにも係わらず搬送物Ｚの累計体積Ｔnが増加してしまうという不具合を解消することが可能となる。
【００５３】
（変形例２）
前記した実施形態では、空荷判定手段２１における判定結果を面積取得手段３１で利用するように構成された搬送量推定装置Ｅ１を例示したが、図５に示す搬送量推定装置Ｅ２のように、断面積取得手段３５において利用するように構成してもよい。
【００５４】
この場合、断面積取得手段３５は、空荷判定手段２２により「空荷状態である」と判定されたときには、断面積Ａnをゼロに設定し、空荷判定手段２２により「空荷状態でない」と判定されたときには、式（４）により断面積Ａnを算出する。
【００５５】
このようにすると、「空荷状態である」と判定された場合に、体積取得手段３３において取得される搬送物Ｚの通過体積Ｖnがゼロとなるので、コンベアＣの搬送面Ｃ１上に搬送物Ｚが存在していないにも係わらず搬送物Ｚの累計体積Ｔnが増加してしまうという不具合を解消することが可能となり、ひいては、累計体積Ｔnの推定精度を向上させることが可能となる。
【００５６】
ちなみに、搬送量推定装置Ｅ２の面積取得手段３１は、常に、距離取得手段１１で取得された距離ｄnを用いて式（３）により算出した計測領域Ｋの面積Ｓ２nを実面積Ｓnとして取得し、空荷判定手段２２は、面積取得手段３１で取得された実面積Ｓnが、基準面積ＳHよりも大きい場合に「空荷状態である」と判定し、基準面積ＳH以下である場合に「空荷状態でない」と判定する。ここで、基準面積ＳHは、最も外側に位置する二つの測線Ｄ1，Ｄkと判定基準線Ｈとで囲まれた領域の面積であり、記憶部４に記憶されている。
【００５７】
なお、図示は省略するが、空荷判定手段２２に代えて、距離取得手段１１で取得された複数の距離ｄnに基づいて空荷状態であるか否かの判定を行う空荷判定手段２１（図３参照）を搬送量推定装置Ｅ２に組み合わせてもよい。
【００５８】
（変形例３）
図６に示すように、空荷状態であるか否かの判定結果を、体積取得手段３６において利用するように構成してもよい。
【００５９】
体積取得手段３６は、空荷判定手段２３により「空荷状態である」と判定されたときには、通過体積Ｖnをゼロに設定し、空荷判定手段２３により「空荷状態でない」と判定されたときには、式（５）により通過体積Ｖnを算出する。
【００６０】
このような構成の搬送量推定装置Ｅ３によれば、「空荷状態である」と判定された場合に、体積取得手段３６において取得される搬送物Ｚの通過体積Ｖnがゼロとなるので、コンベアＣの搬送面Ｃ１上に搬送物Ｚが存在していないにも係わらず搬送物Ｚの累計体積Ｔnが増加してしまうという不具合を解消することが可能となり、ひいては、累計体積Ｔnの推定精度を向上させることが可能となる。
【００６１】
ちなみに、図６に示す面積取得手段３１は、常に、距離取得手段１１で取得された距離ｄnを用いて式（３）により算出した計測領域Ｋの面積Ｓ２nを実面積Ｓnとして取得し、断面積取得手段３２は、常に、式（４）により断面積Ａnを取得する。また、空荷判定手段２３は、断面積取得手段３２で取得された断面積Ａnが、基準断面積ＡH以下である場合に「空荷状態である」と判定し、基準断面積ＡHよりも大きい場合に「空荷状態でない」と判定する。ここで、基準断面積ＡHは、最も外側に位置する二つの測線Ｄ1，Ｄkと判定基準線Ｈと搬送面Ｃ１とで囲まれた領域の面積であり、記憶部４に記憶されている。
【００６２】
なお、図示は省略するが、空荷判定手段２３に代えて、図３に示す空荷判定手段２１または図５に示す空荷判定手段２２を組み合わせてもよい。
【００６３】
また、「空荷状態である」と判定された場合に、体積取得手段３５において取得される搬送物Ｚの通過体積Ｖnがゼロとする代わりに、「空荷状態である」と判定された測定サイクルにおいて取得された通過体積Ｖnを累計しないことで、管理面Ｑを通過した搬送物の累計体積をＴn推定してもよい。すなわち、累計手段３４を、空荷判定手段２３により「空荷状態でない」と判定された測定サイクルにおいて取得された通過体積Ｖnを累計し、空荷判定手段２３により「空荷状態である」と判定された測定サイクルにおいて取得された通過体積Ｖnを累計しないように構成してもよい。
【００６４】
（変形例４）
前記した実施形態では、コンベアＣの搬送面Ｃ１に対応して設けられた測線Ｄについて、距離ｄnを取得した結果に基づいて搬送物Ｚの累計体積Ｔnを推定する搬送量推定装置Ｅ１を例示したが、図７に示す搬送量推定装置Ｅ４のように、測線Ｄにおける距離ｄnに加えて、最も外側に位置する測線Ｄ1のさらに外側（図７においては左側）に設けた複数の左側予備測線Ｌ1，Ｌ2，…において原点Ｏから計測対象面Ｐnまでの距離ｌn1，ｌn2，…を取得するとともに、最も外側に位置する他方の測線Ｄkのさらに外側（図７においては右側）に設けた複数の右側予備測線Ｒ1，Ｒ2，…について原点Ｏから計測対象面Ｐnまでの距離ｒn1，ｒn2，…を取得し、これらに基づいて搬送物Ｚの累計体積Ｔnを推定するように構成してもよい。
【００６５】
搬送量推定装置Ｅ４は、判定部２に搬送状態判定手段２４を具備している。なお、搬送量推定装置Ｅ４のその他の構成は、前記した搬送量推定装置Ｅ１と同様であるが、距離取得手段１１、空荷判定手段２１、面積取得手段３１には、以下で説明する機能が付加されている。
【００６６】
距離取得手段１１は、測線Ｄ1，Ｄ2，…Ｄkにおける距離ｄn1，ｄn2，…ｄnkに加えて、複数の左側予備測線Ｌ1，Ｌ2，…の各々について、原点Ｏから計測対象面Ｐnまでの距離ｌn1，ｌn2，…を取得し、取得した距離ｌn1，ｌn2，…を判定部２と演算部３とに送出し、さらに、複数の右側予備測線Ｒ1，Ｒ2，…の各々について、原点Ｏから計測対象面Ｐnまでの距離ｒn1，ｒn2，…を取得し、取得した距離ｒn1，ｒn2，…を判定部２と演算部３とに送出する。
【００６７】
なお、左側予備測線Ｌ1，Ｌ2，…は、距離ｌn1，ｌn2，…の計測方向を示す仮想上の直線であり、本実施形態では、原点Ｏを中心として所定角度φごとに設けられている。同様に、右側予備測線Ｒ1，Ｒ2，…は、距離ｒn1，ｒn2，…の計測方向を示す仮想上の直線であり、本実施形態では、原点Ｏを中心として所定角度φごとに設けられている。左側予備測線Ｌ1，Ｌ2，…および右側予備測線Ｒ1，Ｒ2，…は、いずれも、管理面Ｑ内に設けられている。
【００６８】
以下の説明において、左側予備測線Ｌ1，Ｌ2，…を区別しない場合には添え字を省略して「予備測線Ｌ」と称し、これに対応して距離ｌn1，ｌn2，…を「距離ｌn」と称する。右側予備測線Ｒ1，Ｒ2，…および距離ｒn1，ｒn2，…についても同様とする。
【００６９】
距離取得手段１１は、非接触型の距離計の一種であるレーザスキャナ（レーザ走査装置）であり、所定角度φごとに計測対象面Ｐnに向けてレーザ光を照射し、計測対象面Ｐnで反射したレーザ光を受光することで、距離ｄn，ｌn，ｒnを計測する。
【００７０】
搬送状態判定手段２４は、複数の測線Ｄ1，Ｄ2，…Ｄkのうち、最も外側に位置する測線Ｄ1，Ｄkの外側に搬送物Ｚがはみ出した状態であるか否かを判定するはみ出し判定部２４ａを具備している。はみ出し判定部２４ａは、測線Ｄ1，Ｄkにおいて計測された距離ｄn1，ｄnkの少なくとも一方が、測線Ｄ1，Ｄk上における基準距離ｄH1，ｄHkよりも小さい場合に「はみ出した状態である」と判定し、基準距離ｄH1，ｄHk以上である場合に「はみ出した状態でない」と判定する。
【００７１】
また、搬送状態判定手段２４は、予備測線Ｌ，Ｒにおいて取得された距離ｌn，ｒnに基づいて搬送物Ｚの端部を通る予備測線Ｌ，Ｒを抽出する端部抽出部２４ｂを具備している。
【００７２】
搬送物Ｚが測線Ｄkよりも右側にはみ出している場合を例にして、端部抽出部２４ｂの機能をより詳細に説明する。
端部抽出部２４ｂは、はみ出し判定部２４ａにおいて「はみ出した状態である」と判定された場合に機能するものであり、隣り合う予備測線Ｒm-1，Ｒmにおいて取得された距離ｒnm-1，ｒnmの差分値の絶対値ＵRm（＝｜ｒnm−ｒnm-1｜）を算出し、この絶対値ＵRmが抽出基準差分値Ｕよりも小さい場合には、予備測線Ｒmよりも右側に搬送物Ｚが連続しているものと認定し、絶対値ＵRmが抽出基準差分値Ｕ以上である場合には、隣り合う予備測線Ｒm-1，Ｒmのうち、内側に位置する予備測線Ｒm-1を、搬送物Ｚの端部を通る予備測線として抽出する。なお、端部抽出部２４ｂは、搬送物Ｚの端部を通る予備測線が抽出されるまで、Ｒ1から順に、前記した判定を繰り返す。
【００７３】
より具体的に、端部抽出部２４ｂは、はみ出し判定部２４ａにより「はみ出した状態である」と判定されると、まず、ｍ＝１として、隣り合う予備測線Ｒ0，Ｒ1において取得された距離ｒn0，ｒn1の差分値の絶対値ＵR1（＝｜ｒn1−ｒn0｜）を算出する。なお、予備測線Ｒ0は、測線Ｄkと一致している（すなわち、ｒn0＝ｄnkである）。次に、端部抽出部２４ｂは、絶対値ＵR1が抽出基準差分値Ｕ以上であるか否かを判定し、抽出基準差分値Ｕ以上である場合には、搬送物Ｚの端部を通る測線として予備側線Ｒ0（測線Ｄk）を抽出し、抽出基準差分値Ｕよりも小さい場合には、予備測線Ｒ1よりも右側に搬送物Ｚが連続しているものと認定する。
【００７４】
端部抽出部２４ｂは、予備測線Ｒ1よりも右側に搬送物Ｚが連続していると認定した場合には、ｍ＝２として、予備測線Ｒ1において取得されたｒn1と、予備測線Ｒ1の隣りに位置する予備測線Ｒ2において取得された距離ｒn2との差分値の絶対値ＵR2（＝｜ｒn2−ｒn1｜）を算出し、絶対値ＵR2が抽出基準差分値Ｕ以上である場合には、搬送物Ｚの端部を通る測線として予備側線Ｒ1を抽出し、抽出基準差分値Ｕよりも小さい場合には、予備測線Ｒ2よりも右側に搬送物Ｚが連続しているものと認定し、以下、搬送物Ｚの端部を通る測線が抽出されるまで、予備測線Ｒ3，Ｒ4，…に対し同様の作業を繰り返す。ちなみに、図７においては、予備測線Ｒm，Ｒm+1において取得された距離ｒnm，ｒnm+1の差分値の絶対値ＵRm+1（＝｜ｒnm+1−ｒnm｜）が抽出基準差分値Ｕ以上となり、搬送物Ｚの端部を通る測線として予備側線Ｒmが抽出される。すなわち、端部抽出部２４ｂは、隣り合う予備測線Ｒm+1，Ｒmのうち、内側に位置する予備測線Ｒmを、搬送物Ｚの端部を通る予備測線として抽出する。
【００７５】
以下の説明においては、端部抽出部２４ｂにより抽出された予備測線Ｒ，Ｌを、抽出予備側線Ｒc，Ｌcと称する場合がある。
【００７６】
なお、空荷判定手段２１は、搬送状態判定手段２４により「はみ出した状態である」と判定された場合に「空荷状態でない」と判定し、搬送状態判定手段２４により「はみ出した状態でない」と判定された場合には、第一の実施形態のものと同様の手法によりコンベアＣが空荷状態であるか否かを判定する。
【００７７】
面積算出手段３１は、搬送状態判定手段２４により「はみ出した状態でない」と判定された場合には、第一の実施形態のものと同様の手法により、最も外側に位置する二つの測線Ｄ1，Ｄkと計測対象面Ｐnとで囲まれた計測領域Ｋ（図２参照）の実面積Ｓnを取得する。すなわち、面積算出手段３１は、搬送状態判定手段２４により「はみ出した状態でない」と判定され、かつ、空荷状態判定手段２１により「空荷状態である」と判定された場合には、式（２）により算出された面積Ｓ１nを計測領域Ｋの実面積Ｓnとして取得し、搬送状態判定手段２４により「はみ出した状態でない」と判定され、かつ、空荷状態判定手段２１により「空荷状態でない」と判定された場合には、式（３）により算出された面積Ｓ２nを計測領域Ｋの実面積Ｓnとして取得する。
【００７８】
また、面積算出手段３１は、搬送状態判定手段２４により「はみ出した状態である」と判定された場合には、搬送状態判定手段２４の端部抽出部２４ｂにより抽出された抽出予備側線Ｒc，Ｌcを、最も外側に位置する測線Ｄとみなして、計測領域Ｋ’の実面積Ｓnを取得する。すなわち、面積取得手段３１は、「はみ出した状態である」と判定された場合に、以下の式（７）により、抽出予備側線Ｒc，Ｌcと搬送物Ｚの表面とで囲まれた計測領域Ｋ’の面積Ｓ３nを算出し、この面積Ｓ３nを計測領域Ｋ’の実面積Ｓnとして取得する。
Ｓ３n＝｛（ｌn12＋ｌn22＋…＋ｌnc2）＋（ｄn12＋ｄn22＋…＋ｄnk2）
＋（ｒn12＋ｒn22＋…＋ｒnc2）｝×tan（φ／２） （式７）
【００７９】
断面積取得手段３２は、搬送状態判定手段２４により「はみ出した状態でない」と判定された場合には、第一の実施形態のものと同様の手法により、管理面Ｑを通過した搬送物Ｚの断面積Ａnを取得する。
【００８０】
また、断面積算出手段３２は、搬送状態判定手段２４により「はみ出した状態である」と判定された場合には、計測領域Ｋ’の仮想面積Ｓ0’から計測領域Ｋ’の実面積Ｓn（＝Ｓ３n）を差し引くことで、管理面Ｑを通過した搬送物Ｚの断面積Ａnを取得する。すなわち、断面積取得手段３２は、
Ａn＝Ｓ0’−Ｓn （式８）
により断面積Ａnを算出する。
なお、計測領域Ｋ’の仮想面積Ｓ0’は、例えば、計測領域Ｋの仮想面積Ｓ0と、三角形ＯｐRcＥRの面積Ｓ0Rと、三角形ＯｐLcＥLの面積Ｓ0Lとを合算することで、得ることができる。すなわち、計測領域Ｋ’の仮想面積Ｓ0’は、
Ｓ0’＝Ｓ0＋Ｓ0R＋Ｓ0L （式９）
により算出することができる。
【００８１】
体積算出手段３３、累計手段３４の構成は、第一の実施形態のものと同様であるので、詳細な説明を省略する。
【００８２】
次に、変形例に係る搬送量推定装置Ｅ４を利用した搬送量の推定方法を、図７に示すブロック図と図８に示すフローチャートを参照しつつ詳細に説明する。
【００８３】
まず、距離取得手段１１により、計測対象面Ｐnをスキャニングし、複数の測線Ｄの各々について、原点Ｏから計測対象面Ｐnまでの距離ｄnを計測するとともに、複数の左側予備測線Ｌ…および複数の右側予備測線Ｒの各々について、原点Ｏから計測対象面Ｐnまでの距離ｌn，ｒnを計測する（ステップ４０１）。また、移動量取得手段１２により、所定時間Δｔnの間に搬送面Ｃ１が移動する移動距離ｘnを計測する（ステップ４０１）。
【００８４】
次に、はみ出し判定部２４ａにより、最も外側に位置する測線Ｄ1，Ｄkの外側に搬送物Ｚがはみ出した状態であるか否かを判定する（ステップ４０２）。
【００８５】
ステップ４０２において「はみ出した状態である（Ｙｅｓ）」と判定された場合には、ステップ４０３に進み、端部抽出部２４ｂにより、搬送物Ｚの端部を通る予備測線Ｌ，Ｒを抽出する。
【００８６】
次に、ステップ４０４に進み、式（７）により、計測領域Ｋ’の面積Ｓ３nを算出し、この面積Ｓ３nを計測領域Ｋ’の実面積Ｓnとして取得し、さらに、ステップ４０５に進み、式（８）により、管理面Ｑを通過した搬送物Ｚの断面積Ａnを取得する。
【００８７】
一方、ステップ４０２において「はみ出した状態でない（Ｎｏ）」と判定された場合には、ステップ４０６に進み、空荷判定手段２１により、空荷状態であるか否かを判定する。
【００８８】
ステップ４０６において空荷状態である（Ｙｅｓ）と判定された場合には、ステップ４０７に進み、記憶部４の中から仮想距離ｄを読み出すとともに、この仮想距離ｄを式（２）に代入することにより計測領域Ｋの面積Ｓ１nを算出し、得られた面積Ｓ１nを実面積Ｓnとして取得（記憶）する。
【００８９】
また、ステップ４０６において「空荷状態でない（Ｎｏ）」と判定された場合には、ステップ４０８に進み、距離取得手段１１で実測された距離ｄnを式（３）に代入することにより計測領域Ｋの面積Ｓ２nを算出し、得られた面積Ｓ２nを実面積Ｓnとして取得（記憶）する。
【００９０】
ステップ４０７またはステップ４０８において実面積Ｓnを取得したら、ステップ４０５に進み、式（４）により、管理面Ｑを通過した搬送物Ｚの断面積Ａnを算出する。
【００９１】
ステップ４０５において搬送物Ｚの断面積Ａnを取得したら、ステップ４０９に進み、式（５）により、所定時間Δｔnの間に管理面Ｑを通過した通過体積Ｖnを算出し、これを記憶部４に書き込む。
【００９２】
通過体積Ｖnを取得したら、ステップ４１０に進む。ステップ４１０では、記憶部４の中から、前回（ｎ−１回目）の測定サイクルまでに管理面Ｑを通過した累計体積Ｔn-1を読み出し、今回の通過体積Ｖnと前回までの累計体積Ｔn-1とを式（６）に代入することにより、今回（ｎ回目）の測定サイクルまでに管理面Ｑを通過した累計体積Ｔnを算出し、取得した累計体積Ｔnを記憶部４に書き込む。以後、上記のステップ４０１〜４１０を、コンベアＣが停止するまで繰り返す。
【００９３】
搬送量推定装置Ｅ４によれば、最も外側に位置する測線Ｄ1，Ｄkからはみ出した状態で搬送物Ｚが搬送される場合であっても、搬送物Ｚの断面積Ａnを正確に把握することが可能となり、ひいては、累計体積Ｔnの推定精度を向上させることが可能となる。
【００９４】
また、搬送量推定装置Ｅ４においては、距離取得手段１１で取得された距離ｄn1，ｄnkを用いて、はみ出した状態であるか否かの判定を行っているので、はみ出した状態であるか否かの判定を行うための専用の計測手段が不要になり、従前の搬送量推定装置と同程度のコストで、累計体積の推定精度を向上させることが可能となる。
【００９５】
同様に、搬送量推定装置Ｅ４においては、距離取得手段１１で取得された距離ｌn，ｒnを用いて、搬送物Ｚの端部を通る予備測線Ｌ，Ｒの抽出を行っているので、搬送物の端部を通る予備測線を抽出するための専用の計測手段が不要になり、従前の搬送量推定装置と同程度のコストで、累計体積の推定精度を向上させることが可能となる。
【００９６】
なお、予備測線Ｌ，Ｒの抽出手法は、前記したものに限定されることはなく、適宜変更しても差し支えない。例えば、予備測線Ｌ，Ｒにおいて取得された距離ｌn，ｒnが抽出基準距離ｌH，ｒH以下であるか否かを判定し、抽出基準距離ｌH，ｒH以下であると判定された予備測線Ｌ，Ｒのうち最も外側に位置するものを、搬送物Ｚの端部を通る予備測線Ｌ，Ｒとして抽出してもよい。
【００９７】
また、前記した実施形態では、距離取得手段１１が一つで、測線Ｄおよび予備測線Ｌ，Ｒが一つの原点Ｏを中心として扇状に広がっている場合を例示したが、この他、図９に示すように、複数の距離取得手段（図示略）を設け、複数の測線Ｄを平行にした場合（測線Ｄごとに原点Ｏが異なる場合）にも適用することができる。
【００９８】
また、前記した実施形態では、移動量取得手段１２により、搬送面Ｃ１の移動距離ｘnを取得する場合を例示したが、コンベアＣの所定時間あたりの移動距離が既知である場合には、定数として記憶部４に記憶しておき、記憶部４に記憶された移動距離を体積取得手段３３が参照するように構成しても勿論差し支えない。
【図面の簡単な説明】
【００９９】
【図１】実施形態に係る搬送量推定装置の構成を説明するための模式図であって、（ａ）はコンベアの断面図、（ｂ）は側面図である。
【図２】（ａ）〜（ｃ）は管理面や測線などの意義を説明するための模式図である。
【図３】実施形態に係る搬送量推定装置の構成を説明するためのブロック図である。
【図４】実施形態に係る搬送量推定装置を使用した搬送量の推定方法を説明するためのフローチャートである。
【図５】実施形態に係る搬送量推定装置の変形例を説明するためのブロック図である。
【図６】実施形態に係る搬送量推定装置の他の変形例を説明するためのブロック図である。
【図７】実施形態に係る搬送量推定装置のさらに他の変形例を説明するためのブロック図である。
【図８】図７の搬送量推定装置を使用した搬送量の推定方法を説明するためのフローチャートである。
【図９】原点から計測対象面までの距離の他の取得方法を示す模式図である。
【符号の説明】
【０１００】
Ｅ１〜Ｅ４ 搬送量推定装置
１１ 距離取得手段
２１ 空荷判定手段
２４ 搬送状態判定手段
３１ 面積取得手段
３２ 断面積取得手段
３３ 体積取得手段
３４ 累計手段
Ｃ コンベア
Ｃ１ 搬送面
Ｚ 搬送物
Ｄ 測線
Ｐn 計測対象面
Ｑ 管理面
Ｌ，Ｒ 予備測線
Ｋ，Ｋ’ 計測領域
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンベアで搬送される搬送物の累計体積を推定する搬送量推定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
コンベアの搬送面を横断するように設けた管理面を通過した搬送物の通過体積を取得する測定サイクルを複数回実行し、各測定サイクルにおいて取得された通過体積を累計することで、管理面を通過した搬送物の累計体積を推定する搬送量推定装置が特許文献１に開示されている。
【０００３】
特許文献１の搬送量推定装置は、管理面内に設けた複数の測線の各々について、コンベアの上方に設けた原点からコンベアの搬送面または搬送物の表面である計測対象面までの距離を計測するレーザ走査装置と、このレーザ走査装置で計測された距離に基づいて、管理面を通過した搬送物の断面積を取得する断面積取得手段と、測定サイクルを１回行う間に搬送面が移動した距離を断面積取得手段で取得した断面積に乗算することで、測定サイクルを１回行う間に管理面を通過した搬送物の通過体積を取得する体積取得手段と、を備えて構成されていて、複数の測定サイクルの各々において取得された通過体積を累計することで、管理面を通過した搬送物の総量（累計体積）を推定している。
【０００４】
なお、特許文献１の搬送量推定装置においては、レーザ走査装置で計測された複数の距離ｄn1，ｄn2，…ｄnkを用いて、最も外側に位置する二つの測線Ｄ1，Ｄk（図２参照）と計測対象面Ｐnとで囲まれた扇状の計測領域Ｋ（図２参照）の実面積Ｓnを取得し、空荷状態（搬送面上に搬送物が存在していない状態）を想定して規定した計測領域Ｋにおける仮想面積Ｓ0から実面積Ｓnを差し引くことで、管理面を通過した搬送物の断面積Ａnを取得している。
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−８１９８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
空荷状態のときには、実面積Ｓnと仮想面積Ｓ0とが一致し、搬送物の断面積Ａnがゼロになるはずであるが、計測誤差等の影響により、実面積Ｓnと仮想面積Ｓ0とが完全に一致することは稀である。空荷状態であるにも係わらず、通過体積Ｖnがゼロにならない場合には、通過体積Ｖnが誤差となって蓄積されてしまうので、これらを累計して得られる累計体積Ｔnの推定精度が悪化する虞がある。
【０００７】
このような観点から、本発明は、コンベアで搬送される搬送物の累計体積を推定する搬送量推定装置であって、累計体積の推定精度を向上させることが可能な搬送量推定装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
このような課題を解決する第一の発明は、コンベアの搬送面を横断するように設けた管理面を通過した搬送物の通過体積を取得する測定サイクルを複数回実行し、各測定サイクルにおいて取得された通過体積を累計することで、前記管理面を通過した搬送物の累計体積を推定する搬送量推定装置であって、前記コンベアが空荷状態であるか否かを判定する空荷判定手段と、前記管理面内に設けた複数の測線の各々について、前記コンベアの上方に設けた原点から前記搬送面または搬送物の表面である計測対象面までの距離を取得する距離取得手段と、最も外側に位置する二つの前記測線と前記計測対象面とで囲まれた計測領域の実面積を取得する面積取得手段と、空荷状態を想定して規定した前記計測領域の仮想面積から前記実面積を差し引くことで、前記管理面を通過した搬送物の断面積を取得する断面積取得手段と、前記搬送面の移動距離を前記断面積に乗算することで、前記管理面を通過した搬送物の通過体積を取得する体積取得手段と、を備えており、前記面積取得手段は、前記空荷判定手段により空荷状態であると判定されたときには、空荷状態を想定して規定した前記各測線における仮想距離を用いて算出した前記計測領域の面積を前記実面積として取得するか、若しくは、前記仮想面積を前記実面積として取得し、前記空荷判定手段において空荷状態でないと判定されたときには、前記距離取得手段で取得された距離を用いて算出した前記計測領域の面積を前記実面積として取得することを特徴とする。
【０００９】
第一の発明によれば、空荷状態であると判定された場合に、断面積取得手段において取得される搬送物の断面積がゼロとなり、ひいては、体積取得手段において取得される搬送物の通過体積もゼロとなるので、コンベアの搬送面上に搬送物が存在していないにも係わらず搬送物の累計体積が増加してしまうという不具合を解消することが可能となる。つまり、第一の発明によれば、空荷状態が長時間に亘って継続するような場合であっても、累計体積の推定精度を向上させることが可能となる。
【００１０】
前記課題を解決する第二の発明は、コンベアの搬送面を横断するように設けた管理面を通過した搬送物の通過体積を取得する測定サイクルを複数回実行し、各測定サイクルにおいて取得された通過体積を累計することで、前記管理面を通過した搬送物の累計体積を推定する搬送量推定装置であって、前記コンベアが空荷状態であるか否かを判定する空荷判定手段と、前記管理面内に設けた複数の測線の各々について、前記コンベアの上方に設けた原点から前記搬送面または搬送物の表面である計測対象面までの距離を取得する距離取得手段と、前記距離取得手段で取得された距離を用いて、最も外側に位置する二つの前記測線と前記計測対象面とで囲まれた計測領域の実面積を取得する面積取得手段と、空荷状態を想定して規定した前記計測領域の仮想面積から前記実面積を差し引くことで、前記管理面を通過した搬送物の断面積を取得する断面積取得手段と、前記搬送面の移動距離を前記断面積に乗算することで、前記管理面を通過した搬送物の通過体積を取得する体積取得手段と、を備えており、前記断面積取得手段は、前記空荷判定手段により空荷状態であると判定されたときには、前記断面積をゼロに設定することを特徴とする。
【００１１】
第二の発明によれば、空荷状態であると判定された場合に、体積取得手段において取得される搬送物の通過体積がゼロとなるので、コンベアの搬送面上に搬送物が存在していないにも係わらず搬送物の累計体積が増加してしまうという不具合を解消することが可能となり、ひいては、累計体積の推定精度を向上させることが可能となる。
【００１２】
前記課題を解決する第三の発明は、コンベアの搬送面を横断するように設けた管理面を通過した搬送物の通過体積を取得する測定サイクルを複数回実行し、各測定サイクルにおいて取得された通過体積を累計することで、前記管理面を通過した搬送物の累計体積を推定する搬送量推定装置であって、前記コンベアが空荷状態であるか否かを判定する空荷判定手段と、前記管理面内に設けた複数の測線の各々について、前記コンベアの上方に設けた原点から前記搬送面または搬送物の表面である計測対象面までの距離を取得する距離取得手段と、前記距離取得手段で取得された距離を用いて、最も外側に位置する二つの前記測線と前記計測対象面とで囲まれた計測領域の実面積を取得する面積取得手段と、空荷状態を想定して規定した前記計測領域の仮想面積から前記実面積を差し引くことで、前記管理面を通過した搬送物の断面積を取得する断面積取得手段と、前記搬送面の移動距離を前記断面積に乗算することで、前記管理面を通過した搬送物の通過体積を取得する体積取得手段と、を備えており、前記体積取得手段は、前記空荷判定手段により空荷状態であると判定されたときには、前記通過体積をゼロに設定することを特徴とする。
【００１３】
第三の発明によれば、空荷状態であると判定された場合における搬送物の通過体積がゼロに設定されるので、コンベアの搬送面上に搬送物が存在していないにも係わらず搬送物の累計体積が増加してしまうという不具合を解消することが可能となり、ひいては、累計体積の推定精度を向上させることが可能となる。
【００１４】
前記課題を解決する第四の発明は、コンベアの搬送面を横断するように設けた管理面を通過した搬送物の通過体積を取得する測定サイクルを複数回実行し、各測定サイクルにおいて取得された通過体積を累計することで、前記管理面を通過した搬送物の累計体積を推定する搬送量推定装置であって、前記コンベアが空荷状態であるか否かを判定する空荷判定手段と、コンベアの搬送面を横断する管理面内に設けた複数の測線の各々について、前記コンベアの上方に設けた原点から前記搬送面または搬送物の表面である計測対象面までの距離を取得する距離取得手段と、前記距離取得手段で取得された距離を用いて、最も外側に位置する二つの測線と前記計測対象面とで囲まれた計測領域の実面積を取得する面積取得手段と、空荷状態を想定して規定した前記計測領域の仮想面積から前記実面積を差し引くことで、前記管理面を通過した搬送物の断面積を取得する断面積取得手段と、前記搬送面の移動距離を前記断面積に乗算することで、前記管理面を通過した搬送物の通過体積を取得する体積取得手段と、を備えており、前記空荷判定手段により空荷状態でないと判定された測定サイクルにおいて取得された前記通過体積のみを累計することで、前記管理面を通過した搬送物の累計体積を推定することを特徴とする。
【００１５】
第四の発明によれば、空荷状態であると判定された測定サイクルで取得された搬送物の通過体積を除外して累計体積が推定されることになるので、コンベアの搬送面上に搬送物が存在していないにも係わらず搬送物の累計体積が増加してしまうという不具合を解消することが可能となり、ひいては、累計体積の推定精度を向上させることが可能となる。
【００１６】
上記各発明において、判定手段における判定手法に制限はないが、距離取得手段で取得された距離に基づいて空荷状態であるか否かの判定を行うことが望ましい。このようにすると、空荷状態であるか否かの判定を行うための専用の計測手段（例えば、ロードセルなど）が不要になるので、従前の搬送量推定装置と同程度のコストで、累計体積の推定精度を向上させることが可能となる。
【００１７】
なお、距離取得手段で取得された距離を用いた判定手法としては、例えば、前記距離取得手段で取得された複数の距離の総てが基準距離以上である場合に空荷状態であると判定し、前記複数の距離の少なくとも一つが前記基準距離よりも小さい場合に空荷状態でないと判定する手法、前記面積取得手段で取得された実面積が、基準面積よりも大きい場合に空荷状態であると判定し、前記基準面積以下である場合に空荷状態でないと判定する手法、前記断面積取得手段で取得された断面積が、基準断面積以下である場合に空荷状態であると判定し、前記基準断面積よりも大きい場合に空荷状態でないと判定する手法などがある。
【００１８】
ところで、各測線で得られた距離のみを用いて搬送物の断面積を取得すると、最も外側に位置する測線からはみ出した状態で搬送される搬送物の断面積を正確に把握することができず、累計体積の推定精度を悪化させる虞がある。このような問題を解決するためには、搬送量推定装置に、最も外側に位置する前記測線の外側に搬送物がはみ出した状態であるか否かを判定する搬送状態判定手段を具備させ、さらに、最も外側に位置する前記測線のさらに外側に設けた少なくとも一つの予備測線に沿って距離を計測する機能を前記距離取得手段に具備させるとともに、前記搬送状態判定手段においてはみ出した状態であると判定された場合に、前記予備測線を最も外側に位置する測線とみなして、前記実面積を取得する機能を前記面積取得手段に具備させればよい。
【００１９】
はみ出した状態であるか否かを判定する手法に制限はないが、最も外側に位置する前記測線において取得された距離が、当該測線上における前記基準距離よりも小さい場合に、はみ出した状態であると判定し、前記基準距離以上である場合に、はみ出した状態でないと判定することが望ましい。このようにすると、はみ出した状態であるか否かの判定を行うための専用の計測手段が不要になるので、従前の搬送量推定装置と同程度のコストで、累計体積の推定精度を向上させることが可能となる。
【００２０】
この他、最も外側に位置する前記測線のさらに外側に設けた少なくとも一つの予備測線に沿って距離を取得する機能を前記距離取得手段に具備させるとともに、前記各予備測線において取得された距離に基づいて搬送物の端部を通る前記予備測線を抽出する機能を前記搬送状態判定手段に具備させ、さらに、前記搬送状態判定手段により抽出された予備側線を、最も外側に位置する測線とみなして、前記実面積を取得する機能を前記面積取得手段に具備させることでも、最も外側に位置する測線からはみ出した状態で搬送される搬送物の断面積を正確に把握することが可能となる。
【００２１】
この場合には、隣り合う前記予備測線において取得された距離の差分値の絶対値を算出するとともに、当該絶対値が抽出基準差分値以上であるか否かを判定し、前記抽出基準差分値以上であると判定された場合に、隣り合う前記予備測線のうち、内側に位置する前記予備測線を、搬送物の端部を通る予備測線として抽出するか、あるいは、前記予備測線において取得された距離が抽出基準距離以下であるか否かを判定し、前記抽出基準距離以下であると判定された予備測線のうち最も外側に位置するものを、搬送物の端部を通る予備測線として抽出することが望ましい。このようにすると、搬送物の端部を通る予備測線を抽出するための専用の計測手段が不要になるので、従前の搬送量推定装置と同程度のコストで、累計体積の推定精度を向上させることが可能となる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明に係る搬送量推定装置によれば、コンベアで搬送される搬送物の累計体積の推定精度を向上させることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
（第一の実施形態）
図１の（ａ）および（ｂ）に示す第一の実施形態に係る搬送量推定装置Ｅ１は、管理面Ｑを通過した搬送物Ｚの体積（通過体積）Ｖnを取得する測定サイクルを複数回実行し、各測定サイクルにおいて取得された通過体積Ｖnを累計することで、コンベアＣに載せられた状態で管理面Ｑを通過した搬送物Ｚの累計体積Ｔnを推定するものであり、測定部１、判定部２、演算部３、記憶部４、表示部５などを備えている。なお、符号の添え字「ｎ」は、ｎ回目の測定サイクルで取得されたことを意味する。
【００２４】
搬送物Ｚの種類やコンベアＣの形式等は限定されるものではないが、本実施形態においては、トンネル掘削に伴い発生した土砂など断面形状が不定形な搬送物Ｚとし、トンネル構内に設置されたベルトコンベアをコンベアＣとする場合を例示する。
【００２５】
管理面Ｑは、コンベアＣを横断するように設定された仮想上の平面であり、本実施形態では、コンベアＣの搬送方向（搬送面Ｃ１の移動方向）に直交している。
【００２６】
搬送量推定装置Ｅ１のうち、判定部２、演算部３、記憶部４および表示部５は、汎用コンピュータ（図示略）を利用して構成されている。この汎用コンピュータは、ＣＰＵ（中央演算処理装置）のほか、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ハードディスクなどの記憶装置（記憶部４）、ディスプレイなどの表示装置（表示部５）、測定部１とデータのやり取りを行うためのインターフェースなどを備えて構成されていて、記憶装置に記憶されたプログラムを実行することで、判定部２および演算部３として機能する。
【００２７】
測定部１は、コンベアＣの上方に設けた原点Ｏから計測対象面Ｐnまでの距離ｄn1，ｄn2，…ｄnkを取得する距離取得手段１１と、搬送面Ｃ１の移動距離ｘnを取得する移動量取得手段１２とを備えている。
【００２８】
ここで、計測対象面Ｐnは、搬送面Ｃ１または搬送物Ｚの表面であり、搬送物Ｚの有無や断面形状に応じて変化する。例えば、搬送物Ｚが全く存在しない状態であれば搬送面Ｃ１が計測対象面Ｐnとなり（図２の（ａ）参照）、搬送面Ｃ１上の全面に亘って搬送物Ｚが搭載されていれば、搬送物Ｚの表面Ｚ１が計測対象面Ｐnとなる（図２の（ｂ）参照）。また、搬送面Ｃ１上の一部に搬送物Ｚが搭載されている場合には、搬送面Ｃ１と搬送物Ｚの表面Ｚ１とによって計測対象面Ｐnが形成されることになる（図２の（ｃ）参照）。
【００２９】
図３に示すように、距離取得手段１１は、管理面Ｑ内に設けた複数の測線Ｄ1，Ｄ2，…Ｄkの各々について、原点Ｏから計測対象面Ｐn（より詳細には、測線Ｄ1，Ｄ2，…Ｄkと計測対象面Ｐnとの交点である計測点ｐn1，ｐn2，…ｐnk）までの距離ｄn1，ｄn2，…ｄnkを取得し、取得した距離ｄn1，ｄn2，…ｄnkを判定部２と演算部３とに出力する。なお、測線Ｄ1，Ｄ2，…Ｄkは、距離ｄn1，ｄn2，…ｄnkの計測方向を示す仮想上の直線であり、本実施形態では、原点Ｏを中心として所定角度φごとに設けられている。
【００３０】
以下の説明において、測線Ｄ1，Ｄ2，…Ｄkを区別しない場合には添え字を省略して「測線Ｄ」と称し、これに対応して距離ｄn1，ｄn2，…ｄnkを「距離ｄn」と称する。計測点ｐn1，ｐn2，…ｐnkについても同様である。
【００３１】
本実施形態の距離取得手段１１は、非接触型の距離計の一種であるレーザスキャナ（レーザ走査装置）であり、所定角度φごとに計測対象面Ｐnに向けてレーザ光を照射し、計測対象面Ｐnで反射したレーザ光を受光することで、測線Ｄにおいて距離ｄnを計測する。ちなみに、計測点ｐnの位置は、原点Ｏを中心とする極座標（円座標）で表すことができ、これを極座標平面にプロットすることで、計測対象面Ｐnの表面形状を把握することができる。
【００３２】
図１の（ｂ）に示すように、移動量取得手段１２は、所定時間Δｔnの間に搬送面Ｃ１が移動する移動距離ｘnを取得し、取得した移動距離ｘnを演算部３に出力する。所定時間Δｔnは、例えば、今回（ｎ回目）の測定サイクルにおいて距離取得手段１１が計測対象面Ｐnに対する測定を開始した時刻ｔnから、次回（ｎ＋１回目）の測定サイクルにおいて距離取得手段が計測対象面Ｐn+1に対する測定を開始する時刻ｔn+1まで（Δｔn＝ｔn+1−ｔn）、とすることができる。本実施形態の移動量取得手段１２は、刷子式、光電式または磁気式のリニアエンコーダであり、コンベアベルトの裏側に設置されている。なお、図示は省略するが、コンベアＣの動力源であるモータ等の出力軸に付設したロータリーエンコーダを利用して搬送面Ｃ１の移動距離ｘnを取得してもよいし、速度計で計測したコンベアベルトの送り速度から移動距離ｘnを算出してもよい。
【００３３】
判定部２は、図３に示すように、コンベアＣが空荷状態であるか否かを判定する空荷判定手段２１を備えている。
【００３４】
空荷判定手段２１は、測線Ｄごとに定義された基準距離ｄHを記憶部４から読み出したうえで、対応する距離ｄnと比較し、複数の距離ｄnの総てが基準距離ｄH以上である場合に「空荷状態である」と判定し、複数の距離ｄnの少なくとも一つが基準距離ｄHよりも小さい場合に「空荷状態でない」と判定する。判定結果は、演算部３に出力される。図２の（ａ）に示すように、基準距離ｄH1，ｄH2，…ｄHkは、原点Ｏから搬送面Ｃ１の上方に設定された判定基準線Ｈまでの距離であり、測線Ｄ1，Ｄ2，…Ｄkごとに定義されている。判定基準線Ｈと搬送面Ｃ１との離隔距離は、適宜設定することができるが、必要以上に大きくすると、無視できない量の搬送物Ｚが搬送面Ｃ１上に存在しているにも係わらず空荷状態であるとの判定がなされる虞があり、必要以上に小さくすると、距離取得手段１１の測定誤差等により空荷状態であるにも係わらず搬送物Ｚが存在しているかのような判定がなされる虞があるので、距離取得手段１１の測定精度と同程度に設定することが望ましい。
【００３５】
図３に示すように、演算部３は、面積取得手段３１と、断面積取得手段３２と、体積取得手段３３と、累計手段３４と、を備えている。
【００３６】
面積取得手段３１は、最も外側に位置する二つの測線Ｄ1，Ｄkと計測対象面Ｐnとで囲まれた計測領域Ｋ（図２参照）の実面積Ｓnを取得するものであり、本実施形態では、空荷判定手段２１により「空荷状態である」と判定されたときには、空荷状態を想定して規定した各測線Ｄにおける仮想距離ｄ（図２の（ａ）参照）を用いて算出した計測領域Ｋの面積Ｓ１nを実面積Ｓnとして取得し、空荷判定手段２１により「空荷状態でない」と判定されたときには、距離取得手段１１で取得された距離ｄnを用いて算出した計測領域Ｋの面積Ｓ２nを実面積Ｓnとして取得する。取得された実面積Ｓnは、断面積取得手段３２に出力される。ここで、仮想距離ｄは、例えば、コンベアＣの稼動前に搬送物Ｚが全く存在していない状態で測定した原点Ｏと計測対象面Ｐn（搬送面Ｃ１）との離隔距離であり、予め記憶部４に記憶されている。
【００３７】
なお、計測領域Ｋの面積は、例えば、測線Ｄ（線分Ｏｐn）を垂線とする二等辺三角形の面積ΔＳの総和を算出することで得ることができる。
二等辺三角形の垂線の長さをｈとすると、
ΔＳ＝ｈ２×tan（φ／２） （式１）
であるから、仮想距離ｄ1，ｄ2，…ｄkを用いる場合の計測領域Ｋの面積Ｓ１nは、
Ｓ１n＝（ｄ12＋ｄ22＋・・・＋ｄk2）×tan（φ／２） （式２）
により算出され、距離取得手段１１で取得された距離ｄnを用いる場合の計測領域Ｋの面積Ｓ２nは、
Ｓ２n＝（ｄn12＋ｄn22＋・・・＋ｄnk2）×tan（φ／２） （式３）
により算出される。
【００３８】
断面積取得手段３２は、空荷状態を想定して規定した計測領域Ｋ（図２参照）の仮想面積Ｓ0から面積取得手段３１で取得された実面積Ｓnを差し引くことで、管理面Ｑを通過した搬送物Ｚの断面積Ａnを取得するものである。すなわち、断面積取得手段３２は、
Ａn＝Ｓ0−Ｓn （式４）
により断面積Ａnを算出する。断面積取得手段３２により取得された断面積Ａnは、体積取得手段３３に出力される。なお、仮想面積Ｓ0は、仮想距離ｄ1，ｄ2，…ｄkを用いて計算した計測領域Ｋの面積Ｓ１nと等しく、したがって、実面積Ｓnとして面積Ｓ１nが取得された場合（「空荷状態である」と判定された場合）には、搬送物の断面積Ａnは、ゼロとなる。
【００３９】
体積取得手段３３は、移動量取得手段１２から出力された搬送面Ｃ１の移動距離ｘnを断面積取得手段３２から出力された断面積Ａnに乗算することで、所定時間Δｔnの間に管理面Ｑを通過した搬送物Ｚの通過体積Ｖnを取得する。
すなわち、体積取得手段３３は、
Ｖn＝ｘn×Ａn （式５）
により、通過体積Ｖnを算出する。体積取得手段３３により取得された通過体積Ｖnは、累計手段３４に出力される。
【００４０】
累計手段３４は、各測定サイクルにおいて取得された通過体積Ｖnを累計することで、管理面Ｑを通過した搬送物Ｚの累計体積Ｔnを推定する。具体的に、累計手段３４は、記憶部４に記憶された前回の測定サイクルまでの累計体積Ｔn-1を読み出し、読み出した前回までの累計体積Ｔn-1に体積取得手段３３から出力された今回の測定サイクルにおける通過体積Ｖnを加算することで、今回の測定サイクルまでの累計体積Ｔnを推定する。すなわち、累計手段３４は、
Ｔn＝Ｔn-1＋Ｖn （式６）
により、累計体積Ｔnを推定する。初期値Ｔ0は、例えば、ゼロである。推定した累計体積Ｔnは、記憶部４に出力される。
なお、記憶部４に、各測定サイクルにおいて取得された通過体積Ｖ1，Ｖ2，…Ｖn-1，Ｖnが記憶されている場合には、これらの総和を累計体積Ｔnとしてもよい。また、累計体積Ｔnに単位体積重量を乗算することで、搬送物Ｚの重量を取得しても勿論差し支えない。
【００４１】
記憶部４は、ＣＰＵを判定部２および演算部３として機能させるためのプログラムのほか、距離取得手段１１の測定ピッチ（角度φ）、基準距離ｄH、仮想距離ｄ、仮想面積Ｓ0、各測定サイクルにおける搬送物Ｚの通過体積Ｖ1，Ｖ2，…Ｖn-1，Ｖn、累積体積Ｔnなどが記憶されている。
【００４２】
表示部５は、記憶部４に記憶されたデータや当該データに基づいて作成したグラフなどを表示するものである。表示部５に累積体積Ｔnなどを表示することで、累積体積Ｔnをリアルタイムで把握することが可能となる。
【００４３】
次に、本実施形態に係る搬送量推定装置Ｅ１を利用した搬送量の推定方法を、図３に示すブロック図と図４に示すフローチャートを参照しつつ詳細に説明する。
【００４４】
まず、距離取得手段１１により、計測対象面Ｐnをスキャニングし、複数の測線Ｄ1，Ｄ2，…Ｄkの各々について、原点Ｏから計測対象面Ｐnまでの距離ｄn1，ｄn2，…ｄnkを計測するとともに、移動量取得手段１２により、所定時間Δｔnの間に搬送面Ｃ１が移動した移動距離ｘnを計測する（ステップ１０１）。
【００４５】
次に、空荷判定手段２１により、空荷状態であるか否かを判定する（ステップ１０２）。具体的には、測線Ｄ1，Ｄ2，…Ｄkの各々について、距離ｄnと基準距離ｄHとを比較し、複数の距離ｄnの総てが基準距離ｄH以上である場合に空荷状態である（Ｙｅｓ）と判定し、複数の距離ｄnの少なくとも一つが基準距離ｄHよりも小さい場合に「空荷状態でない（Ｎｏ）」と判定する。すなわち、測線Ｄ1，Ｄ2，…Ｄkの総てについて、
ｄn1≧ｄH1
ｄn2≧ｄH2
・
・
・
ｄnk≧ｄHk
が成立する場合（すなわち、計測点ｐn1，ｐn2，…ｐnkの総てが判定基準線Ｈ上か、あるいは判定基準線Ｈよりも下側に位置する場合）に「空荷状態である」と判定し、少なくとも一つの測線Ｄにおいて成立しない場合に「空荷状態でない」と判定する。
【００４６】
ステップ１０２において空荷状態である（Ｙｅｓ）と判定された場合には、ステップ１０３に進み、記憶部４の中から仮想距離ｄを読み出すとともに、この仮想距離ｄを式（２）に代入することにより計測領域Ｋの面積Ｓ１nを算出し、得られた面積Ｓ１nを実面積Ｓnとして取得する。
【００４７】
また、ステップ１０２において「空荷状態でない（Ｎｏ）」と判定された場合には、ステップ１０４に進み、距離取得手段１１で実測された距離ｄnを式（３）に代入することにより計測領域Ｋの面積Ｓ２nを算出し、得られた面積Ｓ２nを実面積Ｓｎとして取得する。
【００４８】
ステップ１０３またはステップ１０４において実面積Ｓnを取得したら、ステップ１０５に進み、式（４）により、管理面Ｑを通過した搬送物Ｚの断面積Ａnを算出し、さらに、ステップ１０６に進み、ステップ１０１で取得した搬送面Ｃ１の移動距離ｘnとステップ１０５で取得した搬送物Ｚの断面積Ａnとを式（５）に代入することで、所定時間Δｔnの間に管理面Ｑを通過した通過体積Ｖnを算出し、これを記憶部４に書き込む。
【００４９】
通過体積Ｖnを取得したら、ステップ１０７に進む。ステップ１０７では、記憶部４の中から、前回（ｎ−１回目）の測定サイクルまでに管理面Ｑを通過した累計体積Ｔn-1を読み出し、今回の通過体積Ｖnと前回までの累計体積Ｔn-1とを式（６）に代入することにより、今回（ｎ回目）の測定サイクルまでに管理面Ｑを通過した累計体積Ｔnを算出し、取得した累計体積Ｔnを記憶部４に書き込む。以後、上記のステップ１０１〜１０７を、コンベアＣが停止するまで繰り返すことで、累計体積Ｔnを随時更新する。
【００５０】
以上説明した本実施形態に係る搬送量推定装置Ｅ１によれば、空荷状態であると判定された場合に、断面積取得手段３２において取得される搬送物の断面積Ａnがゼロとなり、ひいては、体積取得手段３３において取得される搬送物の通過体積Ｖnもゼロとなるので、コンベアＣの搬送面Ｃ１上に搬送物Ｚが存在していないにも係わらず搬送物Ｚの累計体積Ｔnが増加してしまうという不具合を解消することが可能となる。つまり、搬送量推定装置Ｅ１によれば、空荷状態が長時間に亘って継続するような場合であっても、累計体積Ｔnの推定精度を向上させることが可能となる。
【００５１】
また、搬送量推定装置Ｅ１によれば、距離取得手段１１で取得された距離ｄnに基づいて空荷状態であるか否かの判定を行っているので、当該判定を行うための専用の計測手段（例えば、ロードセルなど）が不要になり、ひいては、従前の搬送量推定装置と同程度のコストで、累計体積の推定精度を向上させることが可能となる。
【００５２】
（変形例１）
前記した実施形態では、空荷状態のときに、仮想距離ｄを用いて算出した計測領域Ｋの面積Ｓ１nを実面積Ｓnとして取得する場合を例示したが、仮想距離ｄを用いて算出せずに、予め規定した仮想面積Ｓ0を実面積Ｓnとして取得しても差し支えない。この場合も、式（４）で算出される搬送物の断面積Ａnは、ゼロとなるので、コンベアＣの搬送面Ｃ１上に搬送物Ｚが存在していないにも係わらず搬送物Ｚの累計体積Ｔnが増加してしまうという不具合を解消することが可能となる。
【００５３】
（変形例２）
前記した実施形態では、空荷判定手段２１における判定結果を面積取得手段３１で利用するように構成された搬送量推定装置Ｅ１を例示したが、図５に示す搬送量推定装置Ｅ２のように、断面積取得手段３５において利用するように構成してもよい。
【００５４】
この場合、断面積取得手段３５は、空荷判定手段２２により「空荷状態である」と判定されたときには、断面積Ａnをゼロに設定し、空荷判定手段２２により「空荷状態でない」と判定されたときには、式（４）により断面積Ａnを算出する。
【００５５】
このようにすると、「空荷状態である」と判定された場合に、体積取得手段３３において取得される搬送物Ｚの通過体積Ｖnがゼロとなるので、コンベアＣの搬送面Ｃ１上に搬送物Ｚが存在していないにも係わらず搬送物Ｚの累計体積Ｔnが増加してしまうという不具合を解消することが可能となり、ひいては、累計体積Ｔnの推定精度を向上させることが可能となる。
【００５６】
ちなみに、搬送量推定装置Ｅ２の面積取得手段３１は、常に、距離取得手段１１で取得された距離ｄnを用いて式（３）により算出した計測領域Ｋの面積Ｓ２nを実面積Ｓnとして取得し、空荷判定手段２２は、面積取得手段３１で取得された実面積Ｓnが、基準面積ＳHよりも大きい場合に「空荷状態である」と判定し、基準面積ＳH以下である場合に「空荷状態でない」と判定する。ここで、基準面積ＳHは、最も外側に位置する二つの測線Ｄ1，Ｄkと判定基準線Ｈとで囲まれた領域の面積であり、記憶部４に記憶されている。
【００５７】
なお、図示は省略するが、空荷判定手段２２に代えて、距離取得手段１１で取得された複数の距離ｄnに基づいて空荷状態であるか否かの判定を行う空荷判定手段２１（図３参照）を搬送量推定装置Ｅ２に組み合わせてもよい。
【００５８】
（変形例３）
図６に示すように、空荷状態であるか否かの判定結果を、体積取得手段３６において利用するように構成してもよい。
【００５９】
体積取得手段３６は、空荷判定手段２３により「空荷状態である」と判定されたときには、通過体積Ｖnをゼロに設定し、空荷判定手段２３により「空荷状態でない」と判定されたときには、式（５）により通過体積Ｖnを算出する。
【００６０】
このような構成の搬送量推定装置Ｅ３によれば、「空荷状態である」と判定された場合に、体積取得手段３６において取得される搬送物Ｚの通過体積Ｖnがゼロとなるので、コンベアＣの搬送面Ｃ１上に搬送物Ｚが存在していないにも係わらず搬送物Ｚの累計体積Ｔnが増加してしまうという不具合を解消することが可能となり、ひいては、累計体積Ｔnの推定精度を向上させることが可能となる。
【００６１】
ちなみに、図６に示す面積取得手段３１は、常に、距離取得手段１１で取得された距離ｄnを用いて式（３）により算出した計測領域Ｋの面積Ｓ２nを実面積Ｓnとして取得し、断面積取得手段３２は、常に、式（４）により断面積Ａnを取得する。また、空荷判定手段２３は、断面積取得手段３２で取得された断面積Ａnが、基準断面積ＡH以下である場合に「空荷状態である」と判定し、基準断面積ＡHよりも大きい場合に「空荷状態でない」と判定する。ここで、基準断面積ＡHは、最も外側に位置する二つの測線Ｄ1，Ｄkと判定基準線Ｈと搬送面Ｃ１とで囲まれた領域の面積であり、記憶部４に記憶されている。
【００６２】
なお、図示は省略するが、空荷判定手段２３に代えて、図３に示す空荷判定手段２１または図５に示す空荷判定手段２２を組み合わせてもよい。
【００６３】
また、「空荷状態である」と判定された場合に、体積取得手段３５において取得される搬送物Ｚの通過体積Ｖnがゼロとする代わりに、「空荷状態である」と判定された測定サイクルにおいて取得された通過体積Ｖnを累計しないことで、管理面Ｑを通過した搬送物の累計体積をＴn推定してもよい。すなわち、累計手段３４を、空荷判定手段２３により「空荷状態でない」と判定された測定サイクルにおいて取得された通過体積Ｖnを累計し、空荷判定手段２３により「空荷状態である」と判定された測定サイクルにおいて取得された通過体積Ｖnを累計しないように構成してもよい。
【００６４】
（変形例４）
前記した実施形態では、コンベアＣの搬送面Ｃ１に対応して設けられた測線Ｄについて、距離ｄnを取得した結果に基づいて搬送物Ｚの累計体積Ｔnを推定する搬送量推定装置Ｅ１を例示したが、図７に示す搬送量推定装置Ｅ４のように、測線Ｄにおける距離ｄnに加えて、最も外側に位置する測線Ｄ1のさらに外側（図７においては左側）に設けた複数の左側予備測線Ｌ1，Ｌ2，…において原点Ｏから計測対象面Ｐnまでの距離ｌn1，ｌn2，…を取得するとともに、最も外側に位置する他方の測線Ｄkのさらに外側（図７においては右側）に設けた複数の右側予備測線Ｒ1，Ｒ2，…について原点Ｏから計測対象面Ｐnまでの距離ｒn1，ｒn2，…を取得し、これらに基づいて搬送物Ｚの累計体積Ｔnを推定するように構成してもよい。
【００６５】
搬送量推定装置Ｅ４は、判定部２に搬送状態判定手段２４を具備している。なお、搬送量推定装置Ｅ４のその他の構成は、前記した搬送量推定装置Ｅ１と同様であるが、距離取得手段１１、空荷判定手段２１、面積取得手段３１には、以下で説明する機能が付加されている。
【００６６】
距離取得手段１１は、測線Ｄ1，Ｄ2，…Ｄkにおける距離ｄn1，ｄn2，…ｄnkに加えて、複数の左側予備測線Ｌ1，Ｌ2，…の各々について、原点Ｏから計測対象面Ｐnまでの距離ｌn1，ｌn2，…を取得し、取得した距離ｌn1，ｌn2，…を判定部２と演算部３とに送出し、さらに、複数の右側予備測線Ｒ1，Ｒ2，…の各々について、原点Ｏから計測対象面Ｐnまでの距離ｒn1，ｒn2，…を取得し、取得した距離ｒn1，ｒn2，…を判定部２と演算部３とに送出する。
【００６７】
なお、左側予備測線Ｌ1，Ｌ2，…は、距離ｌn1，ｌn2，…の計測方向を示す仮想上の直線であり、本実施形態では、原点Ｏを中心として所定角度φごとに設けられている。同様に、右側予備測線Ｒ1，Ｒ2，…は、距離ｒn1，ｒn2，…の計測方向を示す仮想上の直線であり、本実施形態では、原点Ｏを中心として所定角度φごとに設けられている。左側予備測線Ｌ1，Ｌ2，…および右側予備測線Ｒ1，Ｒ2，…は、いずれも、管理面Ｑ内に設けられている。
【００６８】
以下の説明において、左側予備測線Ｌ1，Ｌ2，…を区別しない場合には添え字を省略して「予備測線Ｌ」と称し、これに対応して距離ｌn1，ｌn2，…を「距離ｌn」と称する。右側予備測線Ｒ1，Ｒ2，…および距離ｒn1，ｒn2，…についても同様とする。
【００６９】
距離取得手段１１は、非接触型の距離計の一種であるレーザスキャナ（レーザ走査装置）であり、所定角度φごとに計測対象面Ｐnに向けてレーザ光を照射し、計測対象面Ｐnで反射したレーザ光を受光することで、距離ｄn，ｌn，ｒnを計測する。
【００７０】
搬送状態判定手段２４は、複数の測線Ｄ1，Ｄ2，…Ｄkのうち、最も外側に位置する測線Ｄ1，Ｄkの外側に搬送物Ｚがはみ出した状態であるか否かを判定するはみ出し判定部２４ａを具備している。はみ出し判定部２４ａは、測線Ｄ1，Ｄkにおいて計測された距離ｄn1，ｄnkの少なくとも一方が、測線Ｄ1，Ｄk上における基準距離ｄH1，ｄHkよりも小さい場合に「はみ出した状態である」と判定し、基準距離ｄH1，ｄHk以上である場合に「はみ出した状態でない」と判定する。
【００７１】
また、搬送状態判定手段２４は、予備測線Ｌ，Ｒにおいて取得された距離ｌn，ｒnに基づいて搬送物Ｚの端部を通る予備測線Ｌ，Ｒを抽出する端部抽出部２４ｂを具備している。
【００７２】
搬送物Ｚが測線Ｄkよりも右側にはみ出している場合を例にして、端部抽出部２４ｂの機能をより詳細に説明する。
端部抽出部２４ｂは、はみ出し判定部２４ａにおいて「はみ出した状態である」と判定された場合に機能するものであり、隣り合う予備測線Ｒm-1，Ｒmにおいて取得された距離ｒnm-1，ｒnmの差分値の絶対値ＵRm（＝｜ｒnm−ｒnm-1｜）を算出し、この絶対値ＵRmが抽出基準差分値Ｕよりも小さい場合には、予備測線Ｒmよりも右側に搬送物Ｚが連続しているものと認定し、絶対値ＵRmが抽出基準差分値Ｕ以上である場合には、隣り合う予備測線Ｒm-1，Ｒmのうち、内側に位置する予備測線Ｒm-1を、搬送物Ｚの端部を通る予備測線として抽出する。なお、端部抽出部２４ｂは、搬送物Ｚの端部を通る予備測線が抽出されるまで、Ｒ1から順に、前記した判定を繰り返す。
【００７３】
より具体的に、端部抽出部２４ｂは、はみ出し判定部２４ａにより「はみ出した状態である」と判定されると、まず、ｍ＝１として、隣り合う予備測線Ｒ0，Ｒ1において取得された距離ｒn0，ｒn1の差分値の絶対値ＵR1（＝｜ｒn1−ｒn0｜）を算出する。なお、予備測線Ｒ0は、測線Ｄkと一致している（すなわち、ｒn0＝ｄnkである）。次に、端部抽出部２４ｂは、絶対値ＵR1が抽出基準差分値Ｕ以上であるか否かを判定し、抽出基準差分値Ｕ以上である場合には、搬送物Ｚの端部を通る測線として予備側線Ｒ0（測線Ｄk）を抽出し、抽出基準差分値Ｕよりも小さい場合には、予備測線Ｒ1よりも右側に搬送物Ｚが連続しているものと認定する。
【００７４】
端部抽出部２４ｂは、予備測線Ｒ1よりも右側に搬送物Ｚが連続していると認定した場合には、ｍ＝２として、予備測線Ｒ1において取得されたｒn1と、予備測線Ｒ1の隣りに位置する予備測線Ｒ2において取得された距離ｒn2との差分値の絶対値ＵR2（＝｜ｒn2−ｒn1｜）を算出し、絶対値ＵR2が抽出基準差分値Ｕ以上である場合には、搬送物Ｚの端部を通る測線として予備側線Ｒ1を抽出し、抽出基準差分値Ｕよりも小さい場合には、予備測線Ｒ2よりも右側に搬送物Ｚが連続しているものと認定し、以下、搬送物Ｚの端部を通る測線が抽出されるまで、予備測線Ｒ3，Ｒ4，…に対し同様の作業を繰り返す。ちなみに、図７においては、予備測線Ｒm，Ｒm+1において取得された距離ｒnm，ｒnm+1の差分値の絶対値ＵRm+1（＝｜ｒnm+1−ｒnm｜）が抽出基準差分値Ｕ以上となり、搬送物Ｚの端部を通る測線として予備側線Ｒmが抽出される。すなわち、端部抽出部２４ｂは、隣り合う予備測線Ｒm+1，Ｒmのうち、内側に位置する予備測線Ｒmを、搬送物Ｚの端部を通る予備測線として抽出する。
【００７５】
以下の説明においては、端部抽出部２４ｂにより抽出された予備測線Ｒ，Ｌを、抽出予備側線Ｒc，Ｌcと称する場合がある。
【００７６】
なお、空荷判定手段２１は、搬送状態判定手段２４により「はみ出した状態である」と判定された場合に「空荷状態でない」と判定し、搬送状態判定手段２４により「はみ出した状態でない」と判定された場合には、第一の実施形態のものと同様の手法によりコンベアＣが空荷状態であるか否かを判定する。
【００７７】
面積算出手段３１は、搬送状態判定手段２４により「はみ出した状態でない」と判定された場合には、第一の実施形態のものと同様の手法により、最も外側に位置する二つの測線Ｄ1，Ｄkと計測対象面Ｐnとで囲まれた計測領域Ｋ（図２参照）の実面積Ｓnを取得する。すなわち、面積算出手段３１は、搬送状態判定手段２４により「はみ出した状態でない」と判定され、かつ、空荷状態判定手段２１により「空荷状態である」と判定された場合には、式（２）により算出された面積Ｓ１nを計測領域Ｋの実面積Ｓnとして取得し、搬送状態判定手段２４により「はみ出した状態でない」と判定され、かつ、空荷状態判定手段２１により「空荷状態でない」と判定された場合には、式（３）により算出された面積Ｓ２nを計測領域Ｋの実面積Ｓnとして取得する。
【００７８】
また、面積算出手段３１は、搬送状態判定手段２４により「はみ出した状態である」と判定された場合には、搬送状態判定手段２４の端部抽出部２４ｂにより抽出された抽出予備側線Ｒc，Ｌcを、最も外側に位置する測線Ｄとみなして、計測領域Ｋ’の実面積Ｓnを取得する。すなわち、面積取得手段３１は、「はみ出した状態である」と判定された場合に、以下の式（７）により、抽出予備側線Ｒc，Ｌcと搬送物Ｚの表面とで囲まれた計測領域Ｋ’の面積Ｓ３nを算出し、この面積Ｓ３nを計測領域Ｋ’の実面積Ｓnとして取得する。
Ｓ３n＝｛（ｌn12＋ｌn22＋…＋ｌnc2）＋（ｄn12＋ｄn22＋…＋ｄnk2）
＋（ｒn12＋ｒn22＋…＋ｒnc2）｝×tan（φ／２） （式７）
【００７９】
断面積取得手段３２は、搬送状態判定手段２４により「はみ出した状態でない」と判定された場合には、第一の実施形態のものと同様の手法により、管理面Ｑを通過した搬送物Ｚの断面積Ａnを取得する。
【００８０】
また、断面積算出手段３２は、搬送状態判定手段２４により「はみ出した状態である」と判定された場合には、計測領域Ｋ’の仮想面積Ｓ0’から計測領域Ｋ’の実面積Ｓn（＝Ｓ３n）を差し引くことで、管理面Ｑを通過した搬送物Ｚの断面積Ａnを取得する。すなわち、断面積取得手段３２は、
Ａn＝Ｓ0’−Ｓn （式８）
により断面積Ａnを算出する。
なお、計測領域Ｋ’の仮想面積Ｓ0’は、例えば、計測領域Ｋの仮想面積Ｓ0と、三角形ＯｐRcＥRの面積Ｓ0Rと、三角形ＯｐLcＥLの面積Ｓ0Lとを合算することで、得ることができる。すなわち、計測領域Ｋ’の仮想面積Ｓ0’は、
Ｓ0’＝Ｓ0＋Ｓ0R＋Ｓ0L （式９）
により算出することができる。
【００８１】
体積算出手段３３、累計手段３４の構成は、第一の実施形態のものと同様であるので、詳細な説明を省略する。
【００８２】
次に、変形例に係る搬送量推定装置Ｅ４を利用した搬送量の推定方法を、図７に示すブロック図と図８に示すフローチャートを参照しつつ詳細に説明する。
【００８３】
まず、距離取得手段１１により、計測対象面Ｐnをスキャニングし、複数の測線Ｄの各々について、原点Ｏから計測対象面Ｐnまでの距離ｄnを計測するとともに、複数の左側予備測線Ｌ…および複数の右側予備測線Ｒの各々について、原点Ｏから計測対象面Ｐnまでの距離ｌn，ｒnを計測する（ステップ４０１）。また、移動量取得手段１２により、所定時間Δｔnの間に搬送面Ｃ１が移動する移動距離ｘnを計測する（ステップ４０１）。
【００８４】
次に、はみ出し判定部２４ａにより、最も外側に位置する測線Ｄ1，Ｄkの外側に搬送物Ｚがはみ出した状態であるか否かを判定する（ステップ４０２）。
【００８５】
ステップ４０２において「はみ出した状態である（Ｙｅｓ）」と判定された場合には、ステップ４０３に進み、端部抽出部２４ｂにより、搬送物Ｚの端部を通る予備測線Ｌ，Ｒを抽出する。
【００８６】
次に、ステップ４０４に進み、式（７）により、計測領域Ｋ’の面積Ｓ３nを算出し、この面積Ｓ３nを計測領域Ｋ’の実面積Ｓnとして取得し、さらに、ステップ４０５に進み、式（８）により、管理面Ｑを通過した搬送物Ｚの断面積Ａnを取得する。
【００８７】
一方、ステップ４０２において「はみ出した状態でない（Ｎｏ）」と判定された場合には、ステップ４０６に進み、空荷判定手段２１により、空荷状態であるか否かを判定する。
【００８８】
ステップ４０６において空荷状態である（Ｙｅｓ）と判定された場合には、ステップ４０７に進み、記憶部４の中から仮想距離ｄを読み出すとともに、この仮想距離ｄを式（２）に代入することにより計測領域Ｋの面積Ｓ１nを算出し、得られた面積Ｓ１nを実面積Ｓnとして取得（記憶）する。
【００８９】
また、ステップ４０６において「空荷状態でない（Ｎｏ）」と判定された場合には、ステップ４０８に進み、距離取得手段１１で実測された距離ｄnを式（３）に代入することにより計測領域Ｋの面積Ｓ２nを算出し、得られた面積Ｓ２nを実面積Ｓnとして取得（記憶）する。
【００９０】
ステップ４０７またはステップ４０８において実面積Ｓnを取得したら、ステップ４０５に進み、式（４）により、管理面Ｑを通過した搬送物Ｚの断面積Ａnを算出する。
【００９１】
ステップ４０５において搬送物Ｚの断面積Ａnを取得したら、ステップ４０９に進み、式（５）により、所定時間Δｔnの間に管理面Ｑを通過した通過体積Ｖnを算出し、これを記憶部４に書き込む。
【００９２】
通過体積Ｖnを取得したら、ステップ４１０に進む。ステップ４１０では、記憶部４の中から、前回（ｎ−１回目）の測定サイクルまでに管理面Ｑを通過した累計体積Ｔn-1を読み出し、今回の通過体積Ｖnと前回までの累計体積Ｔn-1とを式（６）に代入することにより、今回（ｎ回目）の測定サイクルまでに管理面Ｑを通過した累計体積Ｔnを算出し、取得した累計体積Ｔnを記憶部４に書き込む。以後、上記のステップ４０１〜４１０を、コンベアＣが停止するまで繰り返す。
【００９３】
搬送量推定装置Ｅ４によれば、最も外側に位置する測線Ｄ1，Ｄkからはみ出した状態で搬送物Ｚが搬送される場合であっても、搬送物Ｚの断面積Ａnを正確に把握することが可能となり、ひいては、累計体積Ｔnの推定精度を向上させることが可能となる。
【００９４】
また、搬送量推定装置Ｅ４においては、距離取得手段１１で取得された距離ｄn1，ｄnkを用いて、はみ出した状態であるか否かの判定を行っているので、はみ出した状態であるか否かの判定を行うための専用の計測手段が不要になり、従前の搬送量推定装置と同程度のコストで、累計体積の推定精度を向上させることが可能となる。
【００９５】
同様に、搬送量推定装置Ｅ４においては、距離取得手段１１で取得された距離ｌn，ｒnを用いて、搬送物Ｚの端部を通る予備測線Ｌ，Ｒの抽出を行っているので、搬送物の端部を通る予備測線を抽出するための専用の計測手段が不要になり、従前の搬送量推定装置と同程度のコストで、累計体積の推定精度を向上させることが可能となる。
【００９６】
なお、予備測線Ｌ，Ｒの抽出手法は、前記したものに限定されることはなく、適宜変更しても差し支えない。例えば、予備測線Ｌ，Ｒにおいて取得された距離ｌn，ｒnが抽出基準距離ｌH，ｒH以下であるか否かを判定し、抽出基準距離ｌH，ｒH以下であると判定された予備測線Ｌ，Ｒのうち最も外側に位置するものを、搬送物Ｚの端部を通る予備測線Ｌ，Ｒとして抽出してもよい。
【００９７】
また、前記した実施形態では、距離取得手段１１が一つで、測線Ｄおよび予備測線Ｌ，Ｒが一つの原点Ｏを中心として扇状に広がっている場合を例示したが、この他、図９に示すように、複数の距離取得手段（図示略）を設け、複数の測線Ｄを平行にした場合（測線Ｄごとに原点Ｏが異なる場合）にも適用することができる。
【００９８】
また、前記した実施形態では、移動量取得手段１２により、搬送面Ｃ１の移動距離ｘnを取得する場合を例示したが、コンベアＣの所定時間あたりの移動距離が既知である場合には、定数として記憶部４に記憶しておき、記憶部４に記憶された移動距離を体積取得手段３３が参照するように構成しても勿論差し支えない。
【図面の簡単な説明】
【００９９】
【図１】実施形態に係る搬送量推定装置の構成を説明するための模式図であって、（ａ）はコンベアの断面図、（ｂ）は側面図である。
【図２】（ａ）〜（ｃ）は管理面や測線などの意義を説明するための模式図である。
【図３】実施形態に係る搬送量推定装置の構成を説明するためのブロック図である。
【図４】実施形態に係る搬送量推定装置を使用した搬送量の推定方法を説明するためのフローチャートである。
【図５】実施形態に係る搬送量推定装置の変形例を説明するためのブロック図である。
【図６】実施形態に係る搬送量推定装置の他の変形例を説明するためのブロック図である。
【図７】実施形態に係る搬送量推定装置のさらに他の変形例を説明するためのブロック図である。
【図８】図７の搬送量推定装置を使用した搬送量の推定方法を説明するためのフローチャートである。
【図９】原点から計測対象面までの距離の他の取得方法を示す模式図である。
【符号の説明】
【０１００】
Ｅ１〜Ｅ４ 搬送量推定装置
１１ 距離取得手段
２１ 空荷判定手段
２４ 搬送状態判定手段
３１ 面積取得手段
３２ 断面積取得手段
３３ 体積取得手段
３４ 累計手段
Ｃ コンベア
Ｃ１ 搬送面
Ｚ 搬送物
Ｄ 測線
Ｐn 計測対象面
Ｑ 管理面
Ｌ，Ｒ 予備測線
Ｋ，Ｋ’ 計測領域
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンベアの搬送面を横断するように設けた管理面を通過した搬送物の通過体積を取得する測定サイクルを複数回実行し、各測定サイクルにおいて取得された通過体積を累計することで、前記管理面を通過した搬送物の累計体積を推定する搬送量推定装置であって、
前記コンベアが空荷状態であるか否かを判定する空荷判定手段と、
前記管理面内に設けた複数の測線の各々について、前記コンベアの上方に設けた原点から前記搬送面または搬送物の表面である計測対象面までの距離を取得する距離取得手段と、
最も外側に位置する二つの前記測線と前記計測対象面とで囲まれた計測領域の実面積を取得する面積取得手段と、
空荷状態を想定して規定した前記計測領域の仮想面積から前記実面積を差し引くことで、前記管理面を通過した搬送物の断面積を取得する断面積取得手段と、
前記搬送面の移動距離を前記断面積に乗算することで、前記管理面を通過した搬送物の通過体積を取得する体積取得手段と、を備えており、
前記面積取得手段は、前記空荷判定手段により空荷状態であると判定されたときには、空荷状態を想定して規定した前記各測線における仮想距離を用いて算出した前記計測領域の面積を前記実面積として取得するか、若しくは、前記仮想面積を前記実面積として取得し、前記空荷判定手段において空荷状態でないと判定されたときには、前記距離取得手段で取得された距離を用いて算出した前記計測領域の面積を前記実面積として取得することを特徴とする搬送量推定装置。
【請求項２】
コンベアの搬送面を横断するように設けた管理面を通過した搬送物の通過体積を取得する測定サイクルを複数回実行し、各測定サイクルにおいて取得された通過体積を累計することで、前記管理面を通過した搬送物の累計体積を推定する搬送量推定装置であって、
前記コンベアが空荷状態であるか否かを判定する空荷判定手段と、
前記管理面内に設けた複数の測線の各々について、前記コンベアの上方に設けた原点から前記搬送面または搬送物の表面である計測対象面までの距離を取得する距離取得手段と、
前記距離取得手段で取得された距離を用いて、最も外側に位置する二つの前記測線と前記計測対象面とで囲まれた計測領域の実面積を取得する面積取得手段と、
空荷状態を想定して規定した前記計測領域の仮想面積から前記実面積を差し引くことで、前記管理面を通過した搬送物の断面積を取得する断面積取得手段と、
前記搬送面の移動距離を前記断面積に乗算することで、前記管理面を通過した搬送物の通過体積を取得する体積取得手段と、を備えており、
前記断面積取得手段は、前記空荷判定手段により空荷状態であると判定されたときには、前記断面積をゼロに設定することを特徴とする搬送量推定装置。
【請求項３】
コンベアの搬送面を横断するように設けた管理面を通過した搬送物の通過体積を取得する測定サイクルを複数回実行し、各測定サイクルにおいて取得された通過体積を累計することで、前記管理面を通過した搬送物の累計体積を推定する搬送量推定装置であって、
前記コンベアが空荷状態であるか否かを判定する空荷判定手段と、
前記管理面内に設けた複数の測線の各々について、前記コンベアの上方に設けた原点から前記搬送面または搬送物の表面である計測対象面までの距離を取得する距離取得手段と、
前記距離取得手段で取得された距離を用いて、最も外側に位置する二つの前記測線と前記計測対象面とで囲まれた計測領域の実面積を取得する面積取得手段と、
空荷状態を想定して規定した前記計測領域の仮想面積から前記実面積を差し引くことで、前記管理面を通過した搬送物の断面積を取得する断面積取得手段と、
前記搬送面の移動距離を前記断面積に乗算することで、前記管理面を通過した搬送物の通過体積を取得する体積取得手段と、を備えており、
前記体積取得手段は、前記空荷判定手段により空荷状態であると判定されたときには、前記通過体積をゼロに設定することを特徴とする搬送量推定装置。
【請求項４】
コンベアの搬送面を横断するように設けた管理面を通過した搬送物の通過体積を取得する測定サイクルを複数回実行し、各測定サイクルにおいて取得された通過体積を累計することで、前記管理面を通過した搬送物の累計体積を推定する搬送量推定装置であって、
前記コンベアが空荷状態であるか否かを判定する空荷判定手段と、
コンベアの搬送面を横断する管理面内に設けた複数の測線の各々について、前記コンベアの上方に設けた原点から前記搬送面または搬送物の表面である計測対象面までの距離を取得する距離取得手段と、
前記距離取得手段で取得された距離を用いて、最も外側に位置する二つの前記測線と前記計測対象面とで囲まれた計測領域の実面積を取得する面積取得手段と、
空荷状態を想定して規定した前記計測領域の仮想面積から前記実面積を差し引くことで、前記管理面を通過した搬送物の断面積を取得する断面積取得手段と、
前記搬送面の移動距離を前記断面積に乗算することで、前記管理面を通過した搬送物の通過体積を取得する体積取得手段とを備えており、
前記空荷判定手段により空荷状態でないと判定された測定サイクルにおいて取得された前記通過体積のみを累計することで、前記管理面を通過した搬送物の累計体積を推定することを特徴とする搬送量推定装置。
【請求項５】
前記空荷判定手段は、前記距離取得手段で取得された複数の距離の総てが基準距離以上である場合に空荷状態であると判定し、前記複数の距離の少なくとも一つが前記基準距離よりも小さい場合に空荷状態でないと判定する、ことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の搬送量推定装置。
【請求項６】
前記空荷判定手段は、前記面積取得手段で取得された実面積が、基準面積よりも大きい場合に空荷状態であると判定し、前記基準面積以下である場合に空荷状態でないと判定する、ことを特徴とする請求項２乃至請求項４のいずれか一項に記載の搬送量推定装置。
【請求項７】
前記空荷判定手段は、前記断面積取得手段で取得された断面積が、基準断面積以下である場合に空荷状態であると判定し、前記基準断面積よりも大きい場合に空荷状態でないと判定する、ことを特徴とする請求項２乃至請求項４のいずれか一項に記載の搬送量推定装置。
【請求項８】
最も外側に位置する前記測線の外側に搬送物がはみ出した状態であるか否かを判定する搬送状態判定手段をさらに備えており、
前記距離取得手段は、最も外側に位置する前記測線のさらに外側に設けた少なくとも一つの予備測線に沿って距離を取得し、
前記面積取得手段は、前記搬送状態判定手段においてはみ出した状態であると判定された場合に、前記予備測線を最も外側に位置する測線とみなして、前記実面積を取得することを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか一項に記載の搬送量推定装置。
【請求項９】
前記搬送状態判定手段は、最も外側に位置する前記測線において計測された距離が、当該測線上における前記基準距離よりも小さい場合に、はみ出した状態であると判定し、前記基準距離以上である場合に、はみ出した状態でないと判定する、ことを特徴とする請求項８に記載の搬送量推定装置。
【請求項１０】
前記距離取得手段は、最も外側に位置する前記測線のさらに外側に設けた少なくとも一つの予備測線に沿って距離を取得し、
前記搬送状態判定手段は、前記各予備測線において取得された距離に基づいて搬送物の端部を通る前記予備測線を抽出する機能を備えており、
前記面積取得手段は、前記搬送状態判定手段により抽出された予備側線を、最も外側に位置する測線とみなして、前記実面積を取得することを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか一項に記載の搬送量推定装置。
【請求項１１】
前記搬送状態判定手段は、隣り合う前記予備測線において取得された距離の差分値の絶対値を算出するとともに、当該絶対値が抽出基準差分値以上であるか否かを判定し、前記抽出基準差分値以上であると判定された場合に、隣り合う前記予備測線のうち、内側に位置する前記予備測線を、搬送物の端部を通る予備測線として抽出することを特徴とする請求項１０に記載の搬送量推定装置。
【請求項１２】
前記搬送状態判定手段は、前記予備測線において取得された距離が抽出基準距離以下であるか否かを判定し、前記抽出基準距離以下であると判定された予備測線のうち最も外側に位置するものを、搬送物の端部を通る予備測線として抽出することを特徴とする請求項１０に記載の搬送量推定装置。
【請求項１】
コンベアの搬送面を横断するように設けた管理面を通過した搬送物の通過体積を取得する測定サイクルを複数回実行し、各測定サイクルにおいて取得された通過体積を累計することで、前記管理面を通過した搬送物の累計体積を推定する搬送量推定装置であって、
前記コンベアが空荷状態であるか否かを判定する空荷判定手段と、
前記管理面内に設けた複数の測線の各々について、前記コンベアの上方に設けた原点から前記搬送面または搬送物の表面である計測対象面までの距離を取得する距離取得手段と、
最も外側に位置する二つの前記測線と前記計測対象面とで囲まれた計測領域の実面積を取得する面積取得手段と、
空荷状態を想定して規定した前記計測領域の仮想面積から前記実面積を差し引くことで、前記管理面を通過した搬送物の断面積を取得する断面積取得手段と、
前記搬送面の移動距離を前記断面積に乗算することで、前記管理面を通過した搬送物の通過体積を取得する体積取得手段と、を備えており、
前記面積取得手段は、前記空荷判定手段により空荷状態であると判定されたときには、空荷状態を想定して規定した前記各測線における仮想距離を用いて算出した前記計測領域の面積を前記実面積として取得するか、若しくは、前記仮想面積を前記実面積として取得し、前記空荷判定手段において空荷状態でないと判定されたときには、前記距離取得手段で取得された距離を用いて算出した前記計測領域の面積を前記実面積として取得することを特徴とする搬送量推定装置。
【請求項２】
コンベアの搬送面を横断するように設けた管理面を通過した搬送物の通過体積を取得する測定サイクルを複数回実行し、各測定サイクルにおいて取得された通過体積を累計することで、前記管理面を通過した搬送物の累計体積を推定する搬送量推定装置であって、
前記コンベアが空荷状態であるか否かを判定する空荷判定手段と、
前記管理面内に設けた複数の測線の各々について、前記コンベアの上方に設けた原点から前記搬送面または搬送物の表面である計測対象面までの距離を取得する距離取得手段と、
前記距離取得手段で取得された距離を用いて、最も外側に位置する二つの前記測線と前記計測対象面とで囲まれた計測領域の実面積を取得する面積取得手段と、
空荷状態を想定して規定した前記計測領域の仮想面積から前記実面積を差し引くことで、前記管理面を通過した搬送物の断面積を取得する断面積取得手段と、
前記搬送面の移動距離を前記断面積に乗算することで、前記管理面を通過した搬送物の通過体積を取得する体積取得手段と、を備えており、
前記断面積取得手段は、前記空荷判定手段により空荷状態であると判定されたときには、前記断面積をゼロに設定することを特徴とする搬送量推定装置。
【請求項３】
コンベアの搬送面を横断するように設けた管理面を通過した搬送物の通過体積を取得する測定サイクルを複数回実行し、各測定サイクルにおいて取得された通過体積を累計することで、前記管理面を通過した搬送物の累計体積を推定する搬送量推定装置であって、
前記コンベアが空荷状態であるか否かを判定する空荷判定手段と、
前記管理面内に設けた複数の測線の各々について、前記コンベアの上方に設けた原点から前記搬送面または搬送物の表面である計測対象面までの距離を取得する距離取得手段と、
前記距離取得手段で取得された距離を用いて、最も外側に位置する二つの前記測線と前記計測対象面とで囲まれた計測領域の実面積を取得する面積取得手段と、
空荷状態を想定して規定した前記計測領域の仮想面積から前記実面積を差し引くことで、前記管理面を通過した搬送物の断面積を取得する断面積取得手段と、
前記搬送面の移動距離を前記断面積に乗算することで、前記管理面を通過した搬送物の通過体積を取得する体積取得手段と、を備えており、
前記体積取得手段は、前記空荷判定手段により空荷状態であると判定されたときには、前記通過体積をゼロに設定することを特徴とする搬送量推定装置。
【請求項４】
コンベアの搬送面を横断するように設けた管理面を通過した搬送物の通過体積を取得する測定サイクルを複数回実行し、各測定サイクルにおいて取得された通過体積を累計することで、前記管理面を通過した搬送物の累計体積を推定する搬送量推定装置であって、
前記コンベアが空荷状態であるか否かを判定する空荷判定手段と、
コンベアの搬送面を横断する管理面内に設けた複数の測線の各々について、前記コンベアの上方に設けた原点から前記搬送面または搬送物の表面である計測対象面までの距離を取得する距離取得手段と、
前記距離取得手段で取得された距離を用いて、最も外側に位置する二つの前記測線と前記計測対象面とで囲まれた計測領域の実面積を取得する面積取得手段と、
空荷状態を想定して規定した前記計測領域の仮想面積から前記実面積を差し引くことで、前記管理面を通過した搬送物の断面積を取得する断面積取得手段と、
前記搬送面の移動距離を前記断面積に乗算することで、前記管理面を通過した搬送物の通過体積を取得する体積取得手段とを備えており、
前記空荷判定手段により空荷状態でないと判定された測定サイクルにおいて取得された前記通過体積のみを累計することで、前記管理面を通過した搬送物の累計体積を推定することを特徴とする搬送量推定装置。
【請求項５】
前記空荷判定手段は、前記距離取得手段で取得された複数の距離の総てが基準距離以上である場合に空荷状態であると判定し、前記複数の距離の少なくとも一つが前記基準距離よりも小さい場合に空荷状態でないと判定する、ことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の搬送量推定装置。
【請求項６】
前記空荷判定手段は、前記面積取得手段で取得された実面積が、基準面積よりも大きい場合に空荷状態であると判定し、前記基準面積以下である場合に空荷状態でないと判定する、ことを特徴とする請求項２乃至請求項４のいずれか一項に記載の搬送量推定装置。
【請求項７】
前記空荷判定手段は、前記断面積取得手段で取得された断面積が、基準断面積以下である場合に空荷状態であると判定し、前記基準断面積よりも大きい場合に空荷状態でないと判定する、ことを特徴とする請求項２乃至請求項４のいずれか一項に記載の搬送量推定装置。
【請求項８】
最も外側に位置する前記測線の外側に搬送物がはみ出した状態であるか否かを判定する搬送状態判定手段をさらに備えており、
前記距離取得手段は、最も外側に位置する前記測線のさらに外側に設けた少なくとも一つの予備測線に沿って距離を取得し、
前記面積取得手段は、前記搬送状態判定手段においてはみ出した状態であると判定された場合に、前記予備測線を最も外側に位置する測線とみなして、前記実面積を取得することを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか一項に記載の搬送量推定装置。
【請求項９】
前記搬送状態判定手段は、最も外側に位置する前記測線において計測された距離が、当該測線上における前記基準距離よりも小さい場合に、はみ出した状態であると判定し、前記基準距離以上である場合に、はみ出した状態でないと判定する、ことを特徴とする請求項８に記載の搬送量推定装置。
【請求項１０】
前記距離取得手段は、最も外側に位置する前記測線のさらに外側に設けた少なくとも一つの予備測線に沿って距離を取得し、
前記搬送状態判定手段は、前記各予備測線において取得された距離に基づいて搬送物の端部を通る前記予備測線を抽出する機能を備えており、
前記面積取得手段は、前記搬送状態判定手段により抽出された予備側線を、最も外側に位置する測線とみなして、前記実面積を取得することを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか一項に記載の搬送量推定装置。
【請求項１１】
前記搬送状態判定手段は、隣り合う前記予備測線において取得された距離の差分値の絶対値を算出するとともに、当該絶対値が抽出基準差分値以上であるか否かを判定し、前記抽出基準差分値以上であると判定された場合に、隣り合う前記予備測線のうち、内側に位置する前記予備測線を、搬送物の端部を通る予備測線として抽出することを特徴とする請求項１０に記載の搬送量推定装置。
【請求項１２】
前記搬送状態判定手段は、前記予備測線において取得された距離が抽出基準距離以下であるか否かを判定し、前記抽出基準距離以下であると判定された予備測線のうち最も外側に位置するものを、搬送物の端部を通る予備測線として抽出することを特徴とする請求項１０に記載の搬送量推定装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００９−２５０６６（Ｐ２００９−２５０６６Ａ）
【公開日】平成２１年２月５日（２００９．２．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１８６５８３（Ｐ２００７−１８６５８３）
【出願日】平成１９年７月１８日（２００７．７．１８）
【出願人】（０００２０６２１１）大成建設株式会社 (1,602)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年２月５日（２００９．２．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年７月１８日（２００７．７．１８）
【出願人】（０００２０６２１１）大成建設株式会社 (1,602)
【Ｆターム（参考）】
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