JP2005533997A - Ｉｒカメラ検査の方法および装置 - Google Patents

Abstract

ＩＲ画像を、カメラの設定、テキスト情報および音響などの他のタイプのデータとともに記憶するファイル・フォーマットを開示する。ＩＲカメラによって獲得したデータを束ねて分析し、データに基づいて執るべき措置を決定する装置および方法、さらにデータを収集する方法を開示する。

Description

本発明は、請求項１の序文で定義されているようなＩＲカメラ検査の装置に関する。本発明は、請求項６の序文で定義されているようなＩＲカメラ検査の方法、およびＩＲカメラ検査用のコンピュータ・プログラム製品に関する。

赤外線（ＩＲ）カメラを使用すると、ピクチャを撮影し、カメラおよび／または視覚的ピクチャ／画像のための静止描像カメラのような可搬保存デバイスの中に記憶することができる。

ＩＲカメラは通常、予防保守に使用される。赤外線画像を記憶する場合、画像自体が撮影したオブジェクトの温度に関する情報を含む。様々なオブジェクトを頻繁に検査することにより、障害または故障する前に初期警告が与えられる。したがって、データから正しい結論を分析抽出し、適切な措置を執るためには、画像を見るばかりでなく、画像の中の異なるオブジェクト間またはオブジェクトの部分間の異なる温度を見分けることが非常に重要である。

熱画像はオブジェクトの温度を表し、視覚的画像とは大きく異なることがある。違いは、ＩＲ画像を見ただけでは高温または低温のオブジェクトの部分を認識することが困難であるか、この違いは大きいものである。したがって、熱画像に加えて、例えばテキストのコメント、視覚画像および音声のコメントなどの記憶することができる先行技術のＩＲカメラが開発されている。その後には、画像を検出して、追加の情報とともに編集してレポートにすることができる。これで、このレポートは、処理リストのベースとする。

このようなレポートは、可能な限り迅速に入手可能であり、例えば以下の状況で例えば熱異常などの信頼性が高い情報を提供することが根本的に必要である。
・ヒューズボックスの検査。個々のヒューズが高温になった場合、これは過剰負荷であることを意味する。
・過熱した変圧器または導体を検出するための配電システムの検査。
・３相電気システムの配電の検査。システムまたは導体が高温で作動するよう想定されている場合でも、相のうち１つまたは２つが残りの１つまたは複数の相より高温になることがあり、これは不均衡な負荷を示す。
・過熱した軸受けを検出するための電気エンジンの検査。
・製造エラーを示すための電子構成要素の検査。
・絶縁不良または絶縁の損傷によって引き起こされた熱漏れを識別するための建物の検査。
・低温スポットとして検出される水漏れの検出。
・基板の設計不良または組立不良を明らかにする電子回路基板の検査。

検査を実行する場合は、オブジェクトから、またはオブジェクトの周囲で、例えばＩＲ画像、ビデオ・フィルム、音声コメントまたは他のデータ、例えばオブジェクトの作業状態に関する環境データなどの形態で、多くの異なるデータを捕捉することが望ましい。２つ以上の機会からのデータを比較するため、履歴データを収集することができる。結果は、便宜的方法で解釈することが困難な様々なデータの複雑なセットになることがある。

したがって、より単純かつ確実にＩＲ画像からの情報に基づいて異常および警告状態を検出することが、本発明の目的である。

この目的は、請求項１で規定されたような装置、および請求項６で規定されたような方法によって、本発明により達成される。

本発明の装置、方法およびコンピュータ・プログラムを使用して、発生し得る危険性を示すか、保守が必要な機械類の部品を指摘することができる。ＩＲ画像ファイルなどの入力データに基づき、自動的に表示し、執るべき措置を自動的に指摘することができる。これにより、データがより高速かつ確実に解釈される。つまり必要に応じてより迅速に措置を執ることができ、不必要な警告を場合によっては回避することができる。

以下のうち１つまたは複数などのＩＲ画像に関係する追加のデータも記憶することができる。つまり、カメラの校正定数、背景の補償、検出器の状態、最高および最低温度、カラー・スケールに関する情報、および測定および設定のパラメータである。

本発明を以下で添付図面に関してさらに詳細に説明する。

図１は、ＩＲ画像ファイル１にＩＲ画像をセーブするための先行技術のフォーマットで、ＪＰＥＧ規格を使用して圧縮されたＩＲ画像を有する第１ＪＰＥＧコンテナ３と、ＰＮＧ規格を使用して圧縮されたＩＲ画像を有するＰＮＧコンテナ５とを有する。ＩＲ画像ファイル１はさらに、校正定数およびカメラ設定などのデータを有するパラメータ・コンテナ７と、テキスト・データを有するテキスト・コンテナ９とを有する。ＩＲ画像は、例えば温度範囲の情報などのテキスト・データも有することができる。

位置データまたは音声データ、またはオブジェクトの視覚画像などの他のデータも、このファイル、または別個のファイルに含むことができる。

図２は、ＩＲ画像をＩＲ画像ファイル１１にある追加の情報とともにセーブするための典型的なフォーマットを示す。画像の生成に使用する実際の熱情報を処理して画像にし、これはＪＰＥＧ規格で圧縮することが好ましく、これをこのファイルのＪＰＥＧ画像コンテナ１３に記憶する。ＪＰＥＧ画像コンテナ１３に加えて、他のタイプの情報を含む他のコンテナが存在してもよい。

好ましい実施形態によると、ＩＲ画像ファイルは以下のコンテナを有する。
・視覚的な解釈を容易にするよう従来通りの方法で着色され、ＪＰＥＧを使用して圧縮された、描像オブジェクトからの放射線の画像を保持する上述のＪＰＥＧ画像コンテナ１３。画像は、現在の設定、温度スケールなど、目に見えるテキスト情報も有することが好ましい。
・それぞれがＰＮＧを使用して圧縮された描像オブジェクトからの放射線の画像を保持する、少なくとも１つのＰＮＧ画像コンテナ１５、１７。通常、同じ時間に異なる角度から記録される幾つかの画像がある。画像は圧縮しないか、別の非破壊的規格を使用して圧縮してもよいが、ＰＮＧ圧縮規格がこの用途には適している。
・ＰＮＧコンテナ１５、１７に記憶されているセーブ済みＩＲ画像から適切な温度スケールで温度の読み取り値を獲得するための再計算に使用することができる、カメラの校正定数を保持するパラメータ・コンテナ１９。
・例えばカメラの設定およびアクセサリ、つまりレンズなどのカメラの情報、および目に見える温度範囲、日付、時刻などの他の情報を保持する設定コンテナ２１。
・書かれたテキストのコメントを保持するテキスト・コンテナ２３。
・音響データ／音声コメントを保持する音響コンテナ２５。
・オブジェクトの位置に関する情報を有する位置コンテナ２７。

データは、カメラ上の様々な入力手段を通して供給することができ、これは視覚画像ファイル１１を提供するビデオ・カメラ、およびＩＲカメラ機能に加えて音声または音響データ・ファイル９を提供する音響記録機器を有することができる。テキスト・コメント１３およびアクセサリ情報などの幾つかのデータは、カメラによって入力するか、コンピュータに直接提供することができる。

ＪＰＥＧは、破壊的圧縮基準であるという欠点を有する。したがって、ＪＰＥＧ画像によって提供される情報は、測定にとって十分に精密ではない。さらに、この画像は視覚的情報、つまりディスプレイ上に提示することができる情報しか含まない。ＪＰＥＧ画像コンテナ１３は、人間の目によって解釈できるオブジェクトの画像の提示にのみ使用される。ＪＰＥＧ画像に代わって、写真を同じ目的に使用することができる。

ＰＮＧは非破壊的圧縮である。したがって、ＰＮＧで圧縮したコンテナは、別のコンテナに記憶されている校正定数を使用して、温度に変換できる画像を記憶する。この画像は通常、ＪＰＥＧ画像より大きい温度範囲を扱い、提供する温度の解像度が高く、可視（色付き）範囲にはなかった細部を見ることができる。

図１または図２に関して以上で説明した１つまたは複数のファイルは、以下で説明するように、本発明に従い生成されるレポートのベースを形成する。本発明の方法を図１のファイル・フォーマットで使用する場合は、例えば命名法などによってファイルをいかに相互に関連づけるかを決定する方法が必要とされる。これは、特に他の記録手段によって設定される標準のファイル名に応じて困難になることがある。

ファイルは、カメラに記憶させるか、外部メモリ、例えばコンピュータのメモリに転送してから処理することができる。

図３は、本発明による装置を示す。装置は、例えばメモリおよび処理ユニット３１と、メモリおよび処理ユニットに接続されたキーボード３３および／またはマウス３５の形態のユーザ入力手段とを有するパーソナル・コンピュータでよい。モニタ３７もメモリおよび処理ユニット３１に接続することができる。

メモリおよび処理ユニット３１はメモリ手段３９を有し、これは幾つかのデータ・コンテナ１１を有し、これは図２で示すものと同様のものであることが好ましい。データ・ファイルは、画像の捕捉に使用するＩＲカメラからメモリ手段３９に転送することができる。あるいは、ファイルをコンピュータ・メモリに転送する代わりに、メモリ手段を、コンピュータに接続したＩＲカメラ（図示せず）に設けてもよい。コンピュータでよくあるように、ファイルは、ファイルの階層構造のうち１つまたは複数のディレクトリに配置することができる。メモリおよび処理ユニット３１は、上記で検討したように特定の基準に従って１つまたは複数のファイル１１の内容を分析するためのプログラム４１も有する。プログラム４１は、例えば命令手段がユーザ入力手段３３、３５のうち１つからプログラム４１を始動するという命令を受信すると、命令手段４３によって起動される。コンピュータは、複数の分析プログラム４１をお有してよい。したがって、命令は、実行すべきプログラムと、分析すべき１つまたは複数のファイル１１との両方を示すことが好ましい。

さらに、コンピュータは、プログラム４１が実行した分析の結果に基づいて執るべき措置を決定する手段４５を有する。措置は、レポートをデータベースに記憶すること、またはレポートをプリンタに送信するか、１つまたは複数の受信者に電子的に送信することでよい。深刻な異常が判明した場合、この措置は、警告を発行して即座の措置を起動することである。

プログラムは、幾つかの異なるデータ処理機能のうち１つまたは複数を実行することができる。単純な機能は、画像全体にわたる温度を登録し、任意のポイントにおける温度が規定の閾値を上回る場合は、警告を発行することである。それぞれに「保守が必要」から「即座に運転停止」までの範囲があるアラームのレベルに関連する幾つかの閾値を規定することができる。ピクセルごとに温度を測定するか、幾つかのピクセルを一緒に分類することができる。分類されたピクセルを、サイズおよび形状に応じてトリガする。典型的な機能は、等温線を使用することである。つまり、同じ温度を有する区域を一緒に分類して、アドバイスまたは警告をトリガできる異常を示すような特定のサイズまたは形状のパターンを探す分析である。以前の検査から、検査した同じオブジェクトの基準ピクチャを使用して、いつ、どのレベルで措置をトリガすべきかシステムに教示することができる。

長方形の区域または他の形状のように、他の分類のピクセルが、熱異常が最高または最低閾値レベルまたは平均レベルに到達した場合にトリガを有することができるが、標準偏差、距離あたりの熱上昇、および時刻の場合もそうである。プロセスを実行している場合、そのプロセスがあるプロセスの段階を、例えばカメラ内のリストなどから検索し、使用することができる。ラッシュアワーの電力消費量、現在のプロセス流その他などの他の計器から読みとった値を使用してもよい。

１つの画像で同時に幾つかの異なる分析を実行することができ、その結果、幾つかのアドバイスされた措置を執ることがある。

入力データ・ファイルが、例えば固定した時間隔などの異なる時間に同じオブジェクトの画像を表す場合、プログラムは、ある画像から次の画像へと画像の特定部分の温度変化を登録し、温度変化をレポートすることができる。変化率が増大した場合、アラームを発行することができる。

あるいは、プログラムはファイルが比較の対象とする基準画像を使用することができる。基準画像は、カメラまたはコンピュータ内にある、またはそれと接続された記憶媒体から獲得してよい。画像のいずれかの登録データと基準画像との差が特定の値を上回った場合は、アラームを発行することができる。いつ記憶されたかを示す各ファイルの時間スタンプを使用して、ファイルを分析すべきシーケンスを決定する。

好ましい実施形態によると、プログラムは、マイクロソフトのウィンドウズ（登録商標）にシェル拡張として実施する。これは、使用する機能がコンピュータの使用するオペレーティング・システム内で支援されているという利点を有する。また、レポートのベースを形成することができるファイルの数は無制限である。レポートを生成するには、レポートのベースとして使用すべきＩＲ画像をシェル拡張部へとドラッグ・アンド・ドロップする。シェル拡張部は、ファイルのリストを受け入れ、執るべき措置を規定するスクリプト・ファイルを指示する。主要および副次的措置は、スクリプト内で規定することができる。主要措置には、レポートの作成、結果の印刷、結果のＥメール作成、およびデータベースへのレポートの記憶がある。

副次的措置は以下を含む。
・特定のサイズおよび／または位置のホット・スポットについて全てまたは一部のＩＲ画像をチェックする。
・温度制限をチェックし、特定のレベルに応じる。
・特定部分の温度または温度の動向に基づいて、規定された時間内にその部分を補修するようアドバイスを作成する。
・同じ配色を使用するよう、各画像の配色を調節する。
・特定の温度に合わせてカラー化を調節する。
・措置カードを作成する。
・結果テーブルを作成する。

１つのオペレーションで全ファイルを入力する代わりに、１回に１つまたは幾つかのファイルを入力し、ファイルの入力が完了したことをオペレータがプログラムに通知するまで、プログラムに入力を受信させることが可能である。

言うまでもなく、プログラムは当技術分野で知られている任意の方法で実施することができ、分析すべきファイルは、当技術分野で知られている任意の方法でプログラムに入力することができる。ドラッグ・アンド・ドロップの代わりに、ファイル名を手作業で入力してもよい。これで、プログラムは入力ファイルを分析し、ファイルを分析して得たデータを出力する。

プログラムは、措置を執るために、熱異常および関連する勧告を自動的に指摘するために使用することができる。レポートを１つまたは複数の受信者に送信してよい。レポートの送信先は、レポートの内容に応じて作成する。例えば、異常が示された場合は、常に通常の受信者に加えてアラーム・ユニットにも送信する。

レポートの適正な構造およびレイアウトを与えるため、シェル拡張部またはスクリプトに関連するテンプレート・ファイルを使用してよい。これは、例えば一般的なワードのテンプレートでよく、これを結果のレポートの本体として使用することができる。テンプレートは、シェル拡張ファイルに添付するか、そこから参照することができる。

一例として、テンプレートは、可視画像および１つまたは複数のＩＲ画像について、ドキュメント内の位置を規定することができる。さらに、テンプレート内でヒストグラムおよびテーブルを規定してよい。テーブルは、１つまたは複数の画像から直接検索したデータを保持するか、記録したデータに基づいた計算の結果であってもよい。例えば、登録された最高温度を、それが検出された場所とともにテーブルに入力するか、２つのレコード間の温度差を計算して、特定のオブジェクトまたは区域に動的温度変化があった場合に、それを識別することができる。テンプレートの典型的設定は、標準的なテキストのコメント、予め規定したＩＲ分析、例えば区域、スポット、線、ヒストグラム、様々なＩＲ画像ファイルから獲得したＩＲデータからの計算である記入すべき結果のテーブルなどである。テンプレートは、企業名およびロゴ、レポートの日付など、包括的情報も保持することができる。あるいは、ＩＲ画像ファイルから日付を抽出することができる。

テンプレートは、１つまたは複数のオブジェクト、または画像の部分の閾値を有することができる。閾値を超えた場合、テンプレートはアラームの発行など、特定の措置を執るという命令を有することができる。

音響データは、ＩＲカメラに設けたマイクロフォンまたは任意の他の方法によって入力することができる。このデータは、その後の段階でテキスト・データとしてタイプして入力するか、所望に応じて聞くことができる音響データとして含むことができる。

図４は、本発明により自動レポートを作成する一つの方法の論理図である。コンピュータ画面上で、好ましくは図２で示したフォーマットであるデータ・ファイル５１を表すアイコンを、プログラム５５を表すアイコン５３へとマウスを使用してドラッグ・アンド・ドロップする。プログラムが複数のファイルで作業すべき場合、複数のデータ・ファイルをドラッグ・アンド・ドロップすることができる。プログラムは、例えばウィンドウズ（登録商標）のシェル拡張でよい。プログラム５５は、１つまたは複数のデータ・ファイル５１内でデータを扱う方法に関する命令を有する。命令は、上記で規定したような副次的および／または主要事象を有してよい。

プログラム５５は、情報を表すためにプログラム内にテンプレート５７を付随することができる。レポートを書くべき場合、テンプレートは上記で検討したようにレポートの内容およびレポートを規定する。プログラム５５は、その命令に従ってファイル５１内のデータを扱い、必要に応じて処理後に関連するデータをテンプレートの適切な部分に入力する。

上述したように、プログラム５３は図１のファイル・フォーマットを含め任意のファイル・フォーマットで作業するよう設計できるが、図２で示したファイル・フォーマットは、異なるコンテナ内の情報間の関係が明瞭に定義されている点で、大きい利点を有する。

図２に関連して検討したような本発明に従って使用する方法は、例えば図５で示したように様々な方法で収集することができる。図５の状況では、使用するＩＲカメラはオペレータに命令するよう設計されたウィザード、つまりコンピュータ・プログラムを有する。
ステップＳ１：カメラに含まれるウィザードが、オペレータに検査を開始するよう促す。
ステップＳ２：オペレータが、先行技術に従い熱放射を登録することにより、検査を開始する。
ステップＳ３：ウィザードが起動され、オペレータに検査の実行方法を命令する。
ステップＳ４：オペレータが命令を実行し、ＩＲ画像、ビデオ・データ、および図２に関連して規定されたような他のデータを登録する。
ステップＳ５：所望に応じて、オペレータがカメラのサーモグラフィ機能を使用して、例えばスポット・メータ、区域、線、およびヒストグラムなどのＩＲ画像を分析する。
ステップＳ６：ＩＲ画像を先行技術に従ってフィルタリングし、着色して、視覚的に解釈できる画像を表す。
ステップＳ７：オペレータは、同じ区域またはオブジェクトに関して以前に記録したデータの履歴とつき合わせて、登録したデータをチェックし、保守の必要性が蓄積していないことを確認することもできる。
ステップＳ８：オペレータは、停止ボタンを単に押下するか別の方法で、ステップＳ１で説明したトリガを使用してオブジェクト検査手順を閉じる。
ステップＳ９：収集したデータを一緒にまとめ、適宜、関連する圧縮規格を使用して圧縮し、例えば上記に従いレポートを作成するなど、その後の処理のために識別可能なファイルとして記憶する。ファイルはカメラに記憶するか、さらに分析するためにコンピュータに転送することができ、そこで図４で示したように生成するレポートのベースを形成することができる。

ステップＳ１およびＳ２では、オペレータは適正なロケーションへと案内してくれ、適正なロケーションにいることを確認するウィザードから補助を受けることができる。ロケーションの識別子はバーコード、数字ストリップ、またはＩＲカメラに含まれるＴＶカメラで識別すべき別のタイプの可視マーカでよい。あるいは、トリガはＩＲ署名またはＩＲカメラで識別できるマーカでよい。カメラの位置を示すことにより、ＧＰＳ受信器もトリガとして使用することができる。このようなケースのそれぞれで、カメラは、適切な識別子、つまりロケーションを規定するリスト、またはデータベースを有し、登録された識別子をリストに含まれる識別子と比較するか、ロケーション・データをリストに含まれるロケーション・データと比較する。マッチした場合、ウィザードはオペレータに対して、例えばカメラ・ディスプレイ上のテキスト・メッセージなどによって画像の記録を開始するよう命令することができる。

以前に記録した画像も、オペレータが適正なカメラ角度を選択することなどを補助するために、カメラに記憶することができる。

ＩＲ画像をセーブするための先行技術のフォーマットを示す。 本発明によりＩＲ画像をセーブするためのフォーマットを示す。 本発明により適応させたコンピュータを示す。 本発明のプログラムの機能を論理的に表す。 本発明により使用する情報を収集する方法の流れ図である。

Claims (14)

1. ＩＲ画像を処理する装置で、
   描像したオブジェクトの少なくとも１つのＩＲ画像を画像データ・ファイルに記憶する記憶手段と、
   少なくとも１つの画像データ・ファイルを分析するための命令を受信し、このような命令を受信したら、少なくとも１つの画像データ・ファイルの分析を開始する命令手段と、
   少なくとも１つの画像データ・ファイルのデータを分析する分析手段と、
   分析の結果に応じて措置を執る措置手段とを有する装置。
2. さらに、
   描像したオブジェクトに関連する少なくとも１つの他のタイプのデータを、少なくとも１つの第１補助データ・ファイルに登録する少なくとも１つの記録手段と、
   少なくとも１つの第１画像データ・ファイルに関連した少なくとも１つの第１補助データ・ファイルを記憶する記憶手段とを有し、
   少なくとも１つの補助データ・ファイルのデータを分析するために、少なくとも１つの画像データ・ファイルのデータを分析する手段も配置する、請求項１に記載の装置。
3. 分析手段を配置して、画像の少なくとも１つのオブジェクトに関連するデータを、オブジェクトについて規定された少なくとも１つの閾値と比較する、請求項１または２に記載の装置。
4. さらに、分析手段が実行した分析に応じてレポートを作成する少なくとも１つのテンプレートを有する、請求項１から３いずれか１項に記載の装置。
5. 命令手段を配置して、画像データ・ファイルの分析と関連して少なくとも第１の補助データ・ファイルの分析を開始する、請求項１から４いずれか１項に記載の装置。
6. 記録手段が、オブジェクトのビデオ・データを登録する手段を有する、請求項１から５いずれか１項に記載の装置。
7. 記録手段が、オブジェクトに関連する音響データを登録する手段を有する、請求項１から６いずれか１項に記載の装置。
8. オブジェクトの状態を検出する方法で、
   ＩＲカメラを使用してオブジェクトの少なくとも１つの画像を作成するステップと、
   前記少なくとも１つの画像を少なくとも１つの画像ファイルに記憶するステップと、
   少なくとも１つのＩＲ画像ファイルの内容を分析するよう分析手段に命令するステップと、
   少なくとも１つのＩＲ画像ファイルの内容を分析するステップと、
   分析の結果に応じて措置を執るステップとを含む方法。
9. さらに、描像したオブジェクトに関連する少なくとも１つの他のタイプのデータを、少なくとも１つの補助データ・ファイルに登録することと、画像データ・ファイルと関連して前記少なくとも１つの補助データ・ファイルを記憶することとを含む、請求項８に記載の方法。
10. ＩＲ画像ファイルの内容を分析するステップが、画像の少なくとも１つのオブジェクトに関するデータを、オブジェクトに関して規定された少なくとも１つの閾値と比較するステップと、比較の結果に応じて措置を執るステップとを含む、請求項８または９に記載の方法。
11. さらに、分析の結果に応じて予め設定したテンプレート内にレポートを作成するステップを含む、請求項８から１０いずれか１項に記載の方法。
12. さらに、
    少なくとも１つの閾値を超えているか決定するステップを含み、超えている場合は、
    レポートを少なくとも１つの受信器に自動的に送信するステップを含む、請求項８から１１いずれか１項に記載の方法。
13. さらに、レポートをプリンタに自動的に送信するステップを含む、請求項１１から１２いずれか１項に記載の方法。
14. さらに、レポートをデータベースに自動的に記憶するステップを含む、請求項８から１２いずれか１項に記載の方法。

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