JP2002243649A

JP2002243649A - 外観検査装置

Info

Publication number: JP2002243649A
Application number: JP2001040324A
Authority: JP
Inventors: Keiji Iwata; 圭司岩田
Original assignee: Ishikawajima Harima Heavy Industries Co Ltd
Current assignee: IHI Corp
Priority date: 2001-02-16
Filing date: 2001-02-16
Publication date: 2002-08-28

Abstract

(57)【要約】【課題】画質を悪化させず作業を効率的に行なえる外
観検査装置を提供する。【解決手段】複数のカメラ６２を視野縁部が重なり合
うように集合させた撮影手段６３と、個々のカメラ６２
からの映像信号６８に基づき各カメラ６２ごとに個別画
像データ７３を作成し且つ個別画像データ７３をカメラ
６２の配置に対応して連なる集合画像データ７４に合成
する画像処理手段６４と、集合画像データ７４を映像化
する映像表示手段６５と、撮影手段６３を検査対象面に
沿って移動させる自走機構６１とを備え、各カメラ６２
で得られる映像の画質を保持しつつ、撮影可能な検査対
象面の範囲を拡げる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は外観検査装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】原子炉圧力容器の内部構造物、火力発電
所の取水路及び排水路の水路壁、船舶の推進器の表面な
どの水中に位置しているものを対象とした検査を、遠隔
操作によって行なう場合には、水中を自力移動し且つ検
査対象物を撮影する装置が必要になる。

【０００３】図３乃至図６は近年提案されている外観検
査装置の一例であり、この外観検査装置は、中空構造の
装置本体６、無端状のシールスカート７、スラストファ
ン８、ファン駆動機構９、走行輪１０、従動輪１１、走
行駆動機構１２、並びに工具装着部１３からなる自走機
構６１と、工具装着部１３に取り付けたカメラ６２とを
備えている。

【０００４】装置本体６は、枠体１４と、該枠体１４の
一側（腹側）にボルト締結され且つ中央部分に開口１５
を有する腹側端板１６と、枠体１４の他側（背側）にボ
ルト締結され且つ前端近傍部分の左右に排出口１７を有
する背側端板１８とによって構成されている。

【０００５】背側端板１８の反枠体側の面には、ネット
１９が取り付けられた極短円筒状のガードリング２０
が、排出口１７に対して同軸に取り付けられている。

【０００６】枠体１４は、ポリアセタタールなどの高分
子材料によって一体的に形成され、腹側端板１６、背側
端板１８、ネット１９、ガードリング２０は、ステンレ
ス鋼などの金属材料によって形成されている。

【０００７】シールスカート７は、腹側端板寄りの端部
に径方向内側へ突出するフランジ部２１を有し且つ開口
１５が内方に位置するように腹側端板１６の反装置本体
側面に配置された無端状のスカート２２と、該スカート
２２のフランジ部２１に反腹側端板側から当接し且つ腹
側端板１６に対してボルト締結された押えリング２３
と、スカート２２の反腹側端板寄りの端部に同軸に装着
され且つ検査対象面５を摺動する環状のシュー２４とに
よって構成されている。

【０００８】スカート２２は、屈曲性を有する合成ゴム
などによって形成されている。

【０００９】また、シュー２４の反腹側端板寄り部分の
周縁には、検査対象面５に付着した酸化物をシュー２４
が容易に乗り越えられるようにするための面取部２５を
設けている。

【００１０】スラストファン８は、排出口１７の内径に
応じた旋回半径を有し且つそれぞれの排出口１７の内部
に配置されている。

【００１１】ファン駆動機構９は、装置本体６の内方背
側寄り部分の左右に配置したモータ２６と、装置本体６
の内部の隔壁２７を貫通し且つモータ２６の回転をスラ
ストファン８へ伝える回転伝達系２８とによって構成さ
れている。

【００１２】走行輪１０は、装置本体６の内方に設置し
た水密構造のケーシング２９の外部左右に同軸に且つ検
査対象面５を転動し得るように枢支され、該ケーシング
２９によって、装置本体６内部のモータ２６が配置され
ている箇所の水密が保たれるようになっている。

【００１３】従動輪１１は、装置本体６後端部に装着し
たブラケット３０に、支持座３１を介して旋回し得るよ
うに枢支されている。

【００１４】走行駆動機構１２は、ケーシング２９の内
部左右に装置本体６の幅方向を向くように配置され且つ
駆動軸３２がケーシング２９の外部に突出したモータ３
３と、駆動軸３２、走行輪１０のそれぞれに同軸に取り
付けたプーリ３４，３５と、両プーリ３４，３５に巻き
掛けたベルト３６とによって構成されている。

【００１５】また、ケーシング２９において、駆動軸３
２が貫通する部分には、水密を保持するためのシール
（図示せず）が設けられている。

【００１６】工具装着部１３は、装置本体６の前端外部
に設けられ且つその幅方向へ延びるガイドレール３７
と、該ガイドレール３７にリニア軸受によって移動可能
に取り付けた幅方向移動ブラケット３８で構成されてい
る。

【００１７】この工具装着部１３は、工具移動機構４２
により、装置本体６の幅方向へ移動するようになってい
る。

【００１８】工具移動機構４２は、装置本体６の前端左
右に枢支した従動プーリ４３，４４と、装置本体６の前
端中央に枢支した駆動プーリ４５と、各プーリ４３，４
４，４５に巻き掛けられ且つ所定箇所に幅方向移動ブラ
ケット３８を係止した無端状ベルト４６と、該無端状ベ
ルト４６に外接するように装置本体６の前端中央近傍に
枢支した張力付与プーリ４７，４８と、装置本体６の内
方背側寄り部分の中央に配置したモータ４９と、装置本
体６の前端部を貫通し且つモータ４９の回転を駆動プー
リ４５に伝える回転伝達系５０とで構成され、モータ４
９の回転方向に応じて、工具装着部１３が装置本体６の
幅方向へ移動する。

【００１９】更に、装置本体６の内部の腹側寄り部分に
は、該装置本体６の移動距離計測用の計測輪５７を有す
るプラニメータ５８が取り付けられている。

【００２０】これに加えて、ファン駆動機構９、走行駆
動機構１２、工具移動機構４２の各モータ２６，３３，
４９に対する給電、並びにケーシング２９内部への空気
圧の付与は、装置本体６後端部に接続した多芯ケーブル
５９を介して行なわれるようになっている。

【００２１】カメラ６２は、検査対象面５を撮影し得る
ように、先に述べた工具装着部１３の幅方向移動ブラケ
ット３８に取り付けられている。

【００２２】このカメラ６２には、ＣＣＤカメラを用い
ており、当該カメラ６２が出力する映像信号は、多芯ケ
ーブル５９を介して地上の画像表示装置（図示せず）へ
送信される。

【００２３】以下、図３乃至図６に示す外観検査装置の
作動を説明する。

【００２４】水中に存在している検査対象面５を目視す
る際には、装置本体６の前端が下方を向くように、多芯
ケーブル５９によって、外観検査装置を水中に吊り下げ
る。

【００２５】次いで、ファン駆動機構９により双方のス
ラストファン８を正回転させると、装置本体６の腹側か
ら背側へ噴出する水流が生じ、外観検査装置が装置本体
６の腹側を進行方向前端として移動する。

【００２６】また、双方のスラストファン８を逆回転さ
せると、装置本体６の背側から腹側へ噴出する水流が生
じ、外観検査装置が装置本体６の背側を進行方向前端と
して移動する。

【００２７】更に、一方のスラストファン８を正回転さ
せるとともに他方のスラストファン８を逆回転させる
と、各スラストファン８により生じる水流の方向の相違
に起因して、外観検査装置が多芯ケーブル５９を中心に
旋回する。

【００２８】双方のスラストファン８が正回転した状態
で、シールスカート７のシュー２４が検査対象面５に当
接すると、スラストファン８の回転によりシールスカー
ト７の内方が減圧され、外観検査装置を検査対象面５に
吸着させようとする力が発生し、これにより、走行輪１
０、従動輪１１が検査対象面５に押し付けられ、多芯ケ
ーブル５９を繰り出しても、検査対象面５から外観検査
装置が脱落しない状態になり、カメラ６２が検査対象面
５に対峙する。

【００２９】外観検査装置が検査対象面５に吸着した状
態で、走行駆動機構１２により双方の走行輪１０を正回
転させると、外観検査装置が装置本体６の工具移動機構
４２装着端を進行方向前端として検査対象面５を移動す
る。

【００３０】また、双方の走行輪１０を逆回転させる
と、外観検査装置が装置本体６の従動輪１１支持端を進
行方向前端として検査対象面５を移動する。

【００３１】更に、一方の走行輪１０を正回転させ且つ
他方の走行輪１０を逆回転させると、両走行輪１０の回
転方向の相違に起因して、外観検査装置が双方の走行輪
１０の中間点を中心として検査対象面５に吸着した状態
で旋回する。

【００３２】このように、図３乃至図６に示す外観検査
装置においては、装置本体６の腹側縁部全周にわたって
無端状のシールスカート７を取り付けているので、スラ
ストファン８だけで、外観検査装置を直立した検査対象
面５に吸着させることが可能になり、カメラ６２による
検査対象面５の撮影を行える。

【００３３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図３乃
至図６に示す外観検査装置では、検査対象面５を全面に
わたり詳細に検査する場合、装置本体６を停止させた状
態で、工具移動機構４２によりカメラ６２を装置本体６
の幅方向へ往復動させて検査対象面５を走査することを
繰り返さなければならず、作業を効率よく進めることが
できなかった。

【００３４】また、カメラ６２を検査対象面５から離す
ことにより、当該カメラ６２の視野で撮影可能な範囲を
拡げると、画質が悪化して検査精度が低下する。

【００３５】本発明は上述した実情に鑑みてなしたもの
で、画質を悪化させず作業を効率的に行なえる外観検査
装置を提供することを目的としている。

【００３６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の請求項１に記載の外観検査装置では、複数
のカメラを視野縁部が重なり合うように集合させた撮影
手段と、個々のカメラからの映像信号に基づき各カメラ
ごとに個別画像データを作成し且つ当該個別画像データ
をカメラの配置に対応して連なる集合画像データに合成
する画像処理手段と、該画像処理手段で得た集合画像デ
ータを映像化する映像表示手段と、撮影手段を検査対象
面に沿って移動させる自走機構とを備えている。

【００３７】また、本発明の請求項２記載の外観検査装
置では、複数のカメラを一列に配置した撮影手段を有し
ている。

【００３８】これに加えて、本発明の請求項３に記載の
外観検査装置では、撮影手段を自走機構に対して、カメ
ラ配列方向へ変位可能に装着している。

【００３９】本発明の請求項４に記載の外観検査装置で
は、自走機構が自己位置検知機能を具備し、画像処理装
置が自走機構から得た位置情報を位置表示データとして
集合画像データに合成する機能を具備している。

【００４０】更に、本発明の請求項５に記載の外観検査
装置では、集合画像データを保持可能な記憶媒体を有し
ている。

【００４１】本発明の請求項１乃至請求項５に記載した
外観検査装置のいずれにおいても、複数のカメラを集合
させた撮影手段により、個々のカメラで得られる映像の
画質を保持しつつ、撮影可能な検査対象面の範囲を拡げ
る。

【００４２】本発明の請求項２に記載した外観検査装置
においては、一列に配置した複数のカメラで構成した撮
影手段を、自走機構によりカメラ配列方向に対して交差
する方向へ移動させ、検査対象面を走査する。

【００４３】本発明の請求項３に記載した外観検査装置
においては、自走機構に対して撮影手段をカメラ配列方
向へ移動させ、検査対象面の走査幅を拡大する。

【００４４】本発明の請求項４に記載した外観検査装置
においては、自走機構から得られる位置情報を、画像処
理手段により位置表示データとして集合画像データに合
成し、映像化した集合画像データの目視検査の容易化を
図る。

【００４５】本発明の請求項５に記載した外観検査装置
においては、画像処理手段によって得た集合画像データ
を記憶媒体に蓄積し、検査対象面の経時変化の観察を可
能にする。

【００４６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
示例とともに説明する。

【００４７】図１及び図２は本発明の外観検査装置の実
施の形態の一例であり、図中、図３及び図４と同一の符
号を付した部分は同一物を表わしている。

【００４８】この外観検査装置は、自走機構６１、撮影
手段６３、画像処理手段６４、映像表示手段６５、並び
に記憶媒体６６を備えている。

【００４９】撮影手段６３は、複数のカメラ６２を自走
機構６１の幅方向へ一列に且つそれぞれの視野縁部６７
が重なり合うように集合させたもので、各カメラ６２が
検査対象面５に対峙し得るように、工具装着部１３に取
り付けられている。

【００５０】カメラ６２には、ＣＣＤカメラを用いてお
り、当該カメラ６２が出力する映像信号６８は、多芯ケ
ーブル（図示せず）を経て画像処理手段６４へ送信され
る。

【００５１】画像処理手段６４は、基本ソフトウェア６
９及び専用ソフトウェア７０を設定したＣＰＵ（パーソ
ナルコンピュータ）７１と、各ソフトウェア６９，７０
への指令手段としてＣＰＵ７１に付帯するキーボードや
マウスなど入力機器７２とで構成されている。

【００５２】専用ソフトウェア７０は、各カメラ６２の
映像信号６８に基づいてそれぞれのカメラ６２ごとに個
別画像データ（画像キャプチャ）７３を作成する機能、
この個別画像データ７３の重なり合う部分を基準にカメ
ラ６２の配置に応じて連なる集合画像データ７４を合成
する機能、自走機構６１のプラニメータ５８から得た位
置信号７５に基づく位置表示データ７６を集合画像デー
タ７４に合成する機能、並びに入力機器７２による指令
に応じて各データ７３，７４，７６を記憶媒体６６との
間で送受信する機能を具備している。

【００５３】映像表示手段６５には、陰極線管ディスプ
レイ、あるいは液晶ディスプレイを用いており、画像処
理手段６４で得た個別画像データ７３、集合画像データ
７４、及び位置表示データ７６を視認可能な状態に映像
化するようになっている。

【００５４】記憶媒体６６には、ハードディスク、ある
いは光磁気ディスクを用いており、画像処理手段６４で
得られたデータ７３，７４，７６を保持できるようにな
っている。

【００５５】外観検査を実施する際には、自走機構６１
を検査対象面５に沿って移動し得るように設置し、撮影
手段６３、画像処理手段６４、及び映像表示手段６５を
作動させると、各カメラ６２が撮影した検査対象面５所
定箇所の映像信号６８、及びプラニメータ５８が検知し
た自走機構６１の位置信号７５が、画像処理手段６４の
ＣＰＵ７１へ送信される。

【００５６】ＣＰＵ７１は、専用ソフトウェア７０の諸
機能により、映像信号６８に基づきそれぞれのカメラ６
２ごとに個別画像データ７３を作成し、この個別画像デ
ータ７３の重なり合う部分を基準にカメラ６２の配置に
応じて連なる集合画像データ７４を合成し、更に、プラ
ニメータ５８から得た位置信号７５に基づく位置表示デ
ータ７６を集合画像データ７４に合成する。

【００５７】映像表示手段６５は、位置表示データ７６
が合成された集合画像データ７４を視認可能な状態に映
像化し、各カメラ６２により撮影された映像が、当該カ
メラ６２の配列に対応するように連なり且つ検査対象面
５の位置表示を含んだ形態となって表示される。

【００５８】また、入力機器７２により、専用ソフトウ
ェア７０に対してデータ保持を指令すると、上記の個別
画像データ７３、集合画像データ７４、及び位置表示デ
ータ７６が、記憶媒体６６に保持される。

【００５９】検査対象面５の所定部分の撮影が完了した
ならば、自走機構６１の走行作動、あるいは、自走機構
６１幅方向への工具装着部１３の横行作動により、各カ
メラ６２が検査対象面５の未撮影部分に対峙するように
撮影手段６３を移動させた後、上述したような手順で、
個別画像データ７３、集合画像データ７４、及び位置表
示データ７６を記憶媒体６６に保持する。

【００６０】このように、図１及び図２に示す外観検査
装置においては、複数のカメラ６２が集合した撮影手段
６３を自走機構６１に取り付けているので、各カメラ６
２で得られる映像の画質を保持しつつ、撮影可能な検査
対象面５の範囲を拡げることができ、よって作業効率の
向上が図られる。

【００６１】また、撮影手段６３を工具装着部１３で自
走機構６１幅方向へ横行させることにより、走査幅が拡
大する。

【００６２】更に、位置表示データ７６を合成した集合
画像データ７４を映像表示手段６５により映像化するの
で、検査対象面５の目視検査を容易に且つ正確に行なう
ことができる。

【００６３】これに加えて、画像処理手段６４で得た個
別画像データ７３、集合画像データ７４、及び位置表示
データ７６を記憶媒体６６に蓄積するので、検査対象面
５の経時変化の観察が可能になる。

【００６４】なお、本発明の外観検査装置は上述した実
施の形態のみに限定されるものではなく、本発明の要旨
を逸脱しない範囲において変更を加え得ることは勿論で
ある。

【００６５】

【発明の効果】以上述べたように本発明の外観検査装置
によれば、下記のような種々の優れた効果を奏し得る。

【００６６】（１）複数のカメラを集合させた撮影手段
を自走機構に取り付けているので、個々のカメラで得ら
れる映像の画質を保持しつつ、撮影可能な検査対象面の
範囲を拡げることができ、作業効率の向上が図られる。

【００６７】（２）自走機構から得られる位置情報を、
画像処理手段により位置表示データとして集合画像デー
タに合成するので、検査対象面の目視検査を容易に且つ
正確に行なうことができる。

【００６８】（３）画像処理手段によって得た集合画像
データを記憶媒体に蓄積するので、検査対象面の経時変
化の観察が可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の外観検査装置の実施の形態の一例を示
す概念図である。

【図２】図１に関連する外観検査装置のカメラの視野縁
部の重なり合いを示す概念図である。

【図３】従来の外観検査装置の一例を示す部分切断側面
図である。

【図４】図３に関連する外観検査装置の部分切断平面図
である。

【図５】図３に関連する外観検査装置のシールスカート
の部分断面図である。

【図６】図３に関連する外観検査装置の工具移動機構の
正面概念図である。

【符号の説明】

５８プラニメータ（自己位置検知機能）６１自走機構６２カメラ６３撮影手段６４画像処理手段６５映像表示手段６６記憶媒体６７視野縁部６８映像信号７３個別画像データ７４集合画像データ７５位置信号（位置情報）７６位置表示データ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｇ２１Ｃ 17/013 Ｈ０４Ｎ 5/225 Ｃ５Ｃ０５４ 17/08 5/232 ＢＨ０４Ｎ 5/225 7/18 Ｂ 5/232 Ｖ 7/18 Ｇ２１Ｃ 17/00 ＥＨＦターム(参考） 2G051 AA82 AA83 AB20 AC16 CA04 CA07 EA21 EA30 2G075 CA07 DA16 DA20 EA01 FA13 FB07 FC03 FC14 FD04 GA18 5B047 AA11 BA02 BB06 5B057 AA19 BA02 CA12 CB12 CE08 5C022 AA02 AA03 AA07 AB61 AB65 AB68 AC01 AC21 AC42 AC65 AC74 AC75 5C054 AA01 CF01 CF08 EA01 FC15 FE12 FF03 GB02 HA01 HA09

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数のカメラを視野縁部が重なり合うよ
うに集合させた撮影手段と、個々のカメラからの映像信
号に基づき各カメラごとに個別画像データを作成し且つ
当該個別画像データをカメラの配置に対応して連なる集
合画像データに合成する画像処理手段と、該画像処理手
段で得た集合画像データを映像化する映像表示手段と、
撮影手段を検査対象面に沿って移動させる自走機構とを
備えてなることを特徴とする外観検査装置。
【請求項２】複数のカメラを一列に配置した撮影手段
を有する請求項１に記載の外観検査装置。
【請求項３】撮影手段を自走機構に対して、カメラ配
列方向へ変位可能に装着した請求項２に記載の外観検査
装置。
【請求項４】自走機構が自己位置検知機能を具備し、
画像処理装置が自走機構から得た位置情報を位置表示デ
ータとして集合画像データに合成する機能を具備した請
求項１乃至請求項３のいずれかに記載の外観検査装置。
【請求項５】集合画像データを保持可能な記憶媒体を
有する請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の外観検
査装置。