JP2006228636A - Illuminating lamp deterioration detecting device - Google Patents
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Description
この発明は、例えば道路やトンネルなどに設置された照明ランプの劣化を検出する照明ランプ劣化装置に関するものである。 The present invention relates to an illumination lamp deterioration device that detects deterioration of an illumination lamp installed on, for example, a road or a tunnel.
道路やトンネルの照明には、水銀灯や低圧ナトリウムランプ、蛍光灯などの放電式照明ランプが多く用いられている。これらのランプの交換には交通規制が必要になることも多く、実施時期が制約されるため、不点灯に至る前の予防保全が重要である。 For illumination of roads and tunnels, discharge lighting lamps such as mercury lamps, low-pressure sodium lamps, and fluorescent lamps are often used. The replacement of these lamps often requires traffic regulation, and the implementation time is limited. Therefore, preventive maintenance before lighting is important is important.
従来、ランプの不点灯を検出する装置或いは劣化を検出する装置としては、センサを用いて行うものが多く、例えば特許文献1に示されているものがある。
上記に対し、道路監視システムにおいては、CCTVカメラにより画像を得ており、この画像を用いて照明ランプの劣化検出を行うことができれば、センサなどの設備を設ける必要がない。 On the other hand, in the road monitoring system, if an image is obtained by a CCTV camera and the deterioration of the illumination lamp can be detected using this image, it is not necessary to provide equipment such as a sensor.
本発明は、カメラにより撮像した照明ランプの画像データを用いて照明ランプの劣化を検出可能とするものである。 The present invention makes it possible to detect deterioration of an illumination lamp using image data of the illumination lamp imaged by a camera.
本発明に係る照明ランプ劣化検出装置は、照明ランプを撮像するカメラと、前記カメラにより得られた画像データの輝度について、画像信号の各フィールド毎に集計を行う集計手段と、予め定められた輝度データと、前記集計手段により得られる輝度データとを比較する比較手段と、前記比較手段によって差が所定以上であることが検出された場合に前記照明ランプが劣化したと判定する判定手段とを具備することを特徴とする。 An illumination lamp deterioration detection device according to the present invention includes a camera that captures an illumination lamp, a summing unit that sums up the brightness of image data obtained by the camera for each field of an image signal, and a predetermined brightness. Comparing means for comparing data with luminance data obtained by the totaling means, and determining means for determining that the illumination lamp has deteriorated when the difference is detected by the comparing means to be not less than a predetermined value. It is characterized by doing.
本発明に係る照明ランプ劣化検出装置は、照明ランプを撮像するカメラと、前記カメラにより得られた画像データの輝度について、画像信号の各フィールド毎に集計を行う集計手段と、前記集計手段により集計された輝度データに基づき入射光量分布の周期的変化を求める変化検出手段と、前記変化検出手段により得られるデータに所定の周期性が検出された場合に前記照明ランプが劣化したと判定する判定手段とを具備することを特徴としている。 An illumination lamp deterioration detection apparatus according to the present invention includes a camera that captures an illumination lamp, a summing unit that sums up the luminance of image data obtained by the camera for each field of an image signal, and a summing unit that sums up the luminance. A change detecting means for obtaining a periodic change in the incident light amount distribution based on the luminance data, and a determining means for determining that the illumination lamp has deteriorated when a predetermined periodicity is detected in the data obtained by the change detecting means. It is characterized by comprising.
本発明に係る照明ランプ劣化検出装置では、判定手段が、各フィールドにおける光量のピーク位置に基づき劣化判定を行うことを特徴とする。 In the illumination lamp deterioration detection apparatus according to the present invention, the determination means performs the deterioration determination based on the peak position of the light amount in each field.
本発明に係る照明ランプ劣化検出装置では、判定手段が、各フィールドにおける光量の度数分布に基づき劣化判定を行うことを特徴とする。 In the illumination lamp deterioration detection apparatus according to the present invention, the determination means performs the deterioration determination based on the frequency distribution of the light quantity in each field.
本発明に係る照明ランプ劣化検出装置では、前記カメラにより撮像された画像データの一部をマスクして、画像データの輝度について処理を行うことを特徴とする。 The illumination lamp deterioration detecting apparatus according to the present invention is characterized in that a part of the image data captured by the camera is masked and processing is performed on the brightness of the image data.
本発明に係る照明ランプ劣化検出装置では、画像信号の各フィールド毎に集計を行って、予め定められた輝度データと、上記収集手段により得られる輝度データとを比較して劣化判定するので、画像データにより適切にランプ劣化検出を行うことが可能となる。 In the illumination lamp deterioration detection device according to the present invention, the image data is summed up for each field of the image signal, and the deterioration is determined by comparing the predetermined luminance data with the luminance data obtained by the collecting means. It is possible to detect lamp deterioration appropriately based on the data.
本発明に係る照明ランプ劣化検出装置では、また、各フィールド毎に収集された輝度データに基づき入射光量分布の周期的変化を求め、求めた上記照明ランプの正常時のデータと現時点のデータとを比較して劣化判定するので、画像データにより適切にランプ劣化検出を行うことが可能となる。 In the illumination lamp deterioration detection device according to the present invention, the periodic change of the incident light amount distribution is obtained based on the luminance data collected for each field, and the obtained normal data and current data of the illumination lamp are obtained. Since deterioration is determined by comparison, it is possible to appropriately detect lamp deterioration based on image data.
本発明では、対象となる照明ランプまたは当該ランプによる被照射物をビデオカメラで撮像し、フィールド間の輝度データを評価することにより、容易かつ高精度でランプの劣化を検知する機能を実現する。以下添付図面を参照して、本発明の照明ランプ劣化検出装置の実施例を説明する。各図において同一の構成要素には、同一の符号を付して重複する説明を省略する。 In the present invention, a function of detecting deterioration of a lamp easily and with high accuracy is realized by imaging a target illumination lamp or an object irradiated by the lamp with a video camera and evaluating luminance data between fields. Embodiments of an illumination lamp deterioration detection apparatus according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. In the drawings, the same components are denoted by the same reference numerals and redundant description is omitted.
図1に、照明ランプ劣化検出装置における第1の実施例の構成図を示す。道路灯2の照明ランプを撮像するようにビデオカメラ1が設けられている。ビデオカメラ1により得られた画像信号は、例えば、NTSC方式のものであり、輝度評価部3へ送られ、ここでコンピュータ処理可能なディジタル画像データとされる。
FIG. 1 shows a configuration diagram of a first embodiment of the illumination lamp deterioration detection apparatus. A
上記において照明ランプのチューブを撮像した画像信号は、画像変換手段31によりディジタルの輝度データ(画像データ)に変換されるのである。50Hzで駆動されている照明ランプが正常時には例えば、図2(a)に示すように輝度データが変化している。照明ランプの劣化は電極に塗布された電極材の損耗によることが多く、通常は経時的に一方の電極材の損耗が激しくなり図2(b)に示す半波点灯の状態となる。このときに輝度データは、図2(b)に示すように変化する。 In the above, the image signal obtained by imaging the tube of the illumination lamp is converted into digital luminance data (image data) by the image conversion means 31. When the illumination lamp driven at 50 Hz is normal, for example, the luminance data changes as shown in FIG. The deterioration of the illumination lamp is often due to the wear of the electrode material applied to the electrode, and usually the wear of one electrode material becomes severe with time, resulting in a half-wave lighting state shown in FIG. At this time, the luminance data changes as shown in FIG.
照明ランプが50Hzの周波数により駆動されており、NTSC方式(60フィールド/秒)のビデオカメラ1により撮像されている場合には、フリッカが生じるので、フリッカ除去用に100Hzの電子シャッタがビデオカメラ1に設けられており、これを用いると、上記画像変換手段31による変換後の輝度データ(積分値が入射光量となる)は、図3(c)に示されるように変化し、フリッカは観測されない。図3(a)には、照明ランプの輝度変化を示し、図3(b)には、電子シャッタの開閉タイミングを示す。このように、ビデオカメラ1により得られた画像データの輝度について、NTSC方式の画信号の各フィールド毎に集計を行う集計手段32を備えている。そして、収集手段32が各フィールド(n,n+1,n+2,・・・)毎における輝度データの積分値(入射光量)を求めるが、照明ランプが正常点灯している場合には、各フィールド毎における入射光量は、図3(c)に示されているように正弦波における半周期分の積分値となり、一定となる。
When the illumination lamp is driven at a frequency of 50 Hz and is picked up by the
これに対し、図2(b)にて説明した半波点灯状態の場合には、照明ランプにおける輝度データの変化は図4(a)に示すようになり、電子シャッタの開閉タイミングは図4(b)に示すようであり、画像変換手段31と集計手段32による処理結果の出力は図4(c)に実線にて示す波形の積分値になる。この場合には、各フィールド(n,n+1,n+2,・・・)毎における輝度データの積分値は、一定とはならずに周期的に変化することが分かる。
On the other hand, in the half-wave lighting state described with reference to FIG. 2B, the change in luminance data in the illumination lamp is as shown in FIG. 4A, and the opening / closing timing of the electronic shutter is shown in FIG. As shown in FIG. 4B, the output of the processing result by the image conversion means 31 and the
上記の画像変換手段31と集計手段32による処理結果である輝度データの積分値について、照明ランプの正常時において予め集計手段32によって得たデータ(輝度データの積分値と)、現時点において得られるデータ(輝度データの積分値と)とを比較する比較手段33を、輝度評価部3に備えている。輝度評価部3は、照明ランプの正常時(照明ランプの取り付け、取り換え当初)の値を保持している。輝度評価部3による比較結果は、劣化判定部4へ送られる。
Regarding the integrated value of the luminance data, which is the processing result of the image conversion means 31 and the
劣化判定部4は、比較結果が所定以上である場合に、照明ランプが劣化したと判定して、アラーム報知を行う。具体的には、各フィールド毎に、比較結果の差分データを予め定められた閾値(例えば、正常時の40%)と比較し、予め備えている閾値よりも低下した値が到来するとアラーム報知を行う。また、別の実施例では、周期性が現れる所定数(この図4における例では、5フィールド)のフィールド毎に輝度データの積分値を集計手段32において集計し、比較手段33において正常時と現時点におけるそれぞれの値を比較する。この場合にも判定手段である劣化判定部4は、上記輝度評価部3の出力が閾値よりも低下した値となるとアラーム報知を行う。以上の実施例によれば、ビデオカメラ1から得られた画像を用いて適切にランプ劣化検出を行うことが可能となる。
When the comparison result is equal to or greater than a predetermined value, the
照明ランプの駆動周波数が60Hzで、ビデオ映像信号が60Hz/secである場合には、電子シャッタの利用の有無にかかわらず、照明ランプが正常点灯しているときには、画像信号における隣接するフィールドの輝度データの積分値は等しくなる。これに対して、照明ランプが劣化時となると、照明ランプの輝度変化は図5(a)に示すように、交互に点灯と不点灯の繰り返しに対応するようになり、画像信号における隣接するフィールドの輝度データの積分値が相違する場面が存在する。つまり、照明ランプの駆動周波数が60Hzは、ビデオ映像信号が60Hz/secに比べて誤差が大きく、集計手段32において集計を行っていると、必ず図5(b)に示されるように1フィールド毎に入射光量存在・不存在を繰り返すときが生じる。図5(b)に示すように正確に1フィールド毎に入射光量が存在・不存在を繰り返さなくとも、これに近い状態が生じる。 When the driving frequency of the illumination lamp is 60 Hz and the video image signal is 60 Hz / sec, the brightness of the adjacent field in the image signal when the illumination lamp is normally lit regardless of whether the electronic shutter is used or not. The integrated values of the data are equal. On the other hand, when the illumination lamp is deteriorated, the luminance change of the illumination lamp alternately corresponds to repeated lighting and non-lighting, as shown in FIG. There are scenes in which the integrated values of the luminance data of are different. In other words, when the driving frequency of the illumination lamp is 60 Hz, the video image signal has a larger error than 60 Hz / sec. There are times when the presence / absence of incident light is repeated. As shown in FIG. 5B, even if the incident light quantity does not repeat existence / non-existence accurately for each field, a state close to this occurs.
そこで、劣化判定部4は、比較手段33による比較結果が所定以上である場合に、照明ランプが劣化したと判定して、アラーム報知を行う。具体的には、各フィールド毎に、比較結果の差分データを予め定められた閾値(例えば、正常時の40%)と比較し、予め備えている閾値よりも低下した値が到来するとアラーム報知を行う。斯して、照明ランプの駆動周波数が60Hzで、ビデオ映像信号が60Hz/secである場合にも、ビデオカメラ1から得られた画像を用いて適切にランプ劣化検出を行うことが可能となる。
Therefore, the
図6に、照明ランプ劣化検出装置における第2の実施例の構成図を示す。この実施例では、輝度評価部3Aに設けられた変化検出手段33Aと判定手段である劣化判定部4Aとが、第1の実施例における輝度評価部3に設けられた変化検出手段33及び劣化判定部4と相違している。変化検出手段33Aは、集計手段32により集計された輝度データに基づき入射光量分布の周期的変化を求めるものである。劣化判定部4Aは、変化検出手段33Aにより得られるデータに所定の周期性が検出された場合に上記照明ランプが劣化したと判定するものである。
FIG. 6 shows a configuration diagram of a second embodiment of the illumination lamp deterioration detection apparatus. In this embodiment, the change detection means 33A provided in the luminance evaluation section 3A and the
変化検出手段33Aは、輝度データに基づき各フィールド毎の光量のピーク位置を求める。例えば、既に説明した図3に示されるような正常点灯から、図4に示される半波点灯状態への変化が必ず急激に生じるものではなく、例えば、図7に示されるように、全波点灯の輝度に比べて50パーセント点灯となった状態が、1点灯おきに発生する状態が生じる場合などもある。また、この図7に示すように50パーセント点灯の状態が規則的に生じるとは限らない。更に点灯と、不点灯との状態が交互に規則的に生じるとは限らないのである。 The change detection means 33A obtains the peak position of the light amount for each field based on the luminance data. For example, the change from the normal lighting as already shown in FIG. 3 to the half-wave lighting state shown in FIG. 4 does not necessarily occur suddenly. For example, as shown in FIG. There may be a case where a state in which 50% lighting is generated every other lighting occurs compared to the luminance of the other. Further, as shown in FIG. 7, the 50% lighting state does not always occur regularly. Furthermore, the lighting and non-lighting states do not always occur alternately and regularly.
そこで、変化検出手段33Aは、輝度データについて各フィールド毎に積分値を得て、光量データ(入射光量)として、所定フィールド周期(照明ランプの駆動が50Hzで行われているため、10Hzの周期)で累積する。これにより、照明ランプが正常であれば、n+1、n+2、n+3、n+4、n+5により示される、各フィールド毎の光量のピーク位置は一点であり位置も一致するが、時には図4の状態が生じるとき、あるいは図7の状態が生じるときには、図8に示すように所定フィールド周期(ここでは10Hzのため、5フィールド周期)で累積させた各フィールド毎の光量には、ピーク位置が2ヶ所以上において生じる。このように累積したデータを求めた変化検出手段33Aは、これを劣化判定部4Aへ送る。
Therefore, the change detection unit 33A obtains an integral value for each field of the luminance data, and as a light amount data (incident light amount), a predetermined field cycle (since the illumination lamp is driven at 50 Hz, a cycle of 10 Hz). It accumulates with. As a result, if the illumination lamp is normal, the peak positions of the light amounts for each field indicated by n + 1, n + 2, n + 3, n + 4, and n + 5 are one point and the positions coincide with each other, but sometimes the state of FIG. 4 occurs. 7 or when the state shown in FIG. 7 occurs, the light quantity for each field accumulated in a predetermined field period (here, 5 field periods because of 10 Hz), as shown in FIG. 8, occurs at two or more peak positions. . The change detection means 33A that has obtained the accumulated data in this way sends it to the
劣化判定部4Aは、変化検出手段33Aから送られたデータを解析し、所定フィールド周期の各フィールド毎における光量のピーク位置が2ヶ所以上において生じていることを検出すると照明ランプが劣化したと判定してアラーム報知を行う。或いは、劣化判定部4Aは、光量のピーク位置が直線状に第1の位置P1に並ぶピーク以外に、光量のピーク位置が周期的に変化することにより周期的曲線上に第2の位置P2に並ぶピークを持つことを検出した場合に、照明ランプが劣化したと判定してアラーム報知を行う。
The
第2の実施例と同様に、図6に示す手段を備える第3の実施例では、変化検出手段33Aと劣化判定部4Aとは、次のような作用を行うための構成を備えている。変化検出手段33Aは、輝度データに基づき各フィールドにおける光量の度数分布を求める。既に説明した図3に示されるような正常点灯状態の場合には、輝度データについて積分を行って求めた値である光量の度数分布は、図9における破線に示すように一つの大きなピークを持ち、このピーク付近に集中する。これに対し、図4に示されるような半波点灯状態の場合には、図9における実線に示すように一つのピークは低くなり、このピークから光量の低い方へ緩やかに分布する。このように変化検出手段33Aは、光量の度数分布を求め、求めたデータを、劣化判定部4Aへ送る。
Similar to the second embodiment, in the third embodiment including the means shown in FIG. 6, the change detecting means 33A and the
劣化判定部4Aは、変化検出手段33Aから送られた度数分布のデータを解析し、図9における実線に示すように正常点灯の場合のピークよりも低いピークを有し、このピークから光量の低い方へ緩やかに広がる度数分布のデータを検出すると照明ランプが劣化したと判定してアラーム報知を行う。
The
第4の実施例では図10に示すように、第1の実施例に対し、第2の実施例または第3の実施例の構成を付加したものである。つまり、劣化判定部4は、第1の実施例に対応し、輝度評価部3Bにおける比較手段33の出力を受けて第1の実施例と同様に劣化判定を行う。一方、劣化判定部4Aは、第2の実施例または第3の実施例に対応し、輝度評価部3Bにおける変化検出手段33Aの出力を受けて第2の実施例または第3の実施例と同様に劣化判定を行う。そして、劣化判定部4、4Aの出力を総括判定部5が取り込み、劣化判定部4、4Aの両方からアラーム報知が出力されている場合に、総括判定部5がアラーム報知を行う。各構成要素の構成は、第1の実施例、第2の実施例及び第3の実施例にて説明したものに等しい。これにより、厳格な判定がなされ高精度な劣化検出を可能になる。また、劣化判定部4、4Aの一方からアラーム報知が出力されている場合に、総括判定部5がアラーム報知を行うようにすると、劣化を早期に検出可能となるものである。
In the fourth embodiment, as shown in FIG. 10, the configuration of the second embodiment or the third embodiment is added to the first embodiment. That is, the
なお、いずれの実施例においても共通することであるが、ビデオカメラ1により道路灯2の照明ランプを撮像したときに、複数の道路灯2の照明ランプが撮像される場合には、輝度評価部3、3Aにマスク処理部を設けて、所要の1つの照明ランプについての輝度データを得るようにする。例えば、ディジタル化したデータのいずれの画素に対応する輝度データのみを取り込んで処理を行うようにする。係る処理を行うことで、ビデオカメラ1により道路灯2の照明ランプを撮像したときに、複数の道路灯2の照明ランプが撮像される場合にも適切に照明ランプの劣化検出が可能となる。
In addition, as is common in any of the embodiments, when the illumination lamps of a plurality of
1 ビデオカメラ
2 道路灯
3、3A、3B 輝度評価部
4、4A 劣化判定部
5 総括判定部
31 画像変換手段
32 集計手段
33 比較手段
33A 変化検出手段
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記カメラにより得られた画像データの輝度について、画像信号の各フィールド毎に集計を行う集計手段と、
予め定められた輝度データと、前記集計手段により得られる輝度データとを比較する比較手段と、
前記比較手段によって差が所定以上であることが検出された場合に前記照明ランプが劣化したと判定する判定手段と
を具備することを特徴とする照明ランプ劣化検出装置。 A camera that images the illumination lamp;
Aggregating means for calculating the luminance of image data obtained by the camera for each field of the image signal;
Comparison means for comparing predetermined brightness data with brightness data obtained by the counting means;
An illumination lamp deterioration detection apparatus comprising: a determination unit that determines that the illumination lamp has deteriorated when the comparison unit detects that the difference is equal to or greater than a predetermined value.
前記カメラにより得られた画像データの輝度について、画像信号の各フィールド毎に集計を行う集計手段と、
前記集計手段により集計された輝度データに基づき入射光量分布の周期的変化を求める変化検出手段と、
前記変化検出手段により得られるデータに所定の周期性が検出された場合に前記照明ランプが劣化したと判定する判定手段と
を具備することを特徴とする照明ランプ劣化検出装置。 A camera that images the illumination lamp;
Aggregating means for calculating the luminance of image data obtained by the camera for each field of the image signal;
Change detecting means for obtaining a periodic change of the incident light amount distribution based on the luminance data tabulated by the tabulating means;
An illumination lamp deterioration detection apparatus comprising: a determination unit that determines that the illumination lamp has deteriorated when a predetermined periodicity is detected in the data obtained by the change detection unit.
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