JP2013228348A - 合成繊維製安全ロープなどの自然劣化を表面色彩の退色度合いで判定する方法の自動化とその装置 - Google Patents

Abstract

【課題】合成繊維製安全ロープの自然曝露による強度劣化を表面色彩の退色度合いで診断する場合において、診断者に依存しない方法での迅速化と正確化が望まれていた。
【解決手段】照明や背景ならびにカメラの撮影設定条件が管理された状態でのカラー画像撮影とパソコン処理による色彩解析で表面色彩の退色度合いを的確に表現できる特定の指標データを利用することで、表面色彩の退色度合いを迅速・正確に把握できる方法と装置を提供した。
【選択図】図１

Description

本発明は、風雨や日光に暴露された状態で設置し、作業員がそのままの状態で使用する合成繊維製安全ロープなどの劣化診断方法に関する。

送電用又は通信用鉄塔の組立て作業において、鉄塔に昇塔して作業する作業員の無意識なうっかり行為による墜落災害を防止するために組立て中の鉄塔に一時的に設置する合成繊維製安全ロープは、風雨および紫外線などの影響を受けて自然劣化が比較的早期に進展し残存強度が低下することから、合成繊維製安全ロープの残存強度の管理が安全確保上重要な課題であった。

この課題を解決するため、合成繊維製安全ロープの表面に適切な着色を施し、その表面色彩の退色度合いと残存強度の関係を把握し、表面色彩の退色度合いを評価することで当該安全ロープの残存強度を管理する方法が開発されている。
すなわち、安全ロープの診断者は、予め劣化ロープの残存強度をもとに設定された退色度分類別に作成された数本の劣化サンプルである合成繊維製ロープの表面色彩と診断しようとする安全ロープの表面色彩とを目視で比較して退色度分類を評価し、診断しようとする安全ロープの継続使用可否の判定や使用可能残期限を推定している。
これらの診断方法は［非特許文献１］に詳細に記載されている。

一般社団法人 送電線建設技術研究会 技術委員会 ＴＬＴ−２６（２０００）、２０００年３月、キーロック方式安全ロープ研究報告書総集編

屋外の鉄塔に一時的に設置して使用する合成繊維製安全ロープの自然劣化程度を表面色彩の退色度合いをもとに判定する診断方法は非特許文献１に詳説されている。本発明はこの診断方法を、デジタルスチルカメラおよびパソコンを使用して自動的に診断するための方法と装置を提供するものである。なお、本発明は安全ロープに限定するものではなく合成樹脂製の機械部品またはその他の合成樹脂製品で表面色彩の退色度合い、または色彩の変化で劣化度合いなどを判定する場合に応用できる。

安全ロープ表面色彩の退色度合いを劣化サンプルの合成繊維製ロープと目視で比較して診断する方法では、手元に劣化サンプルロープを置き、診断しようとするロープをその近くに並置して診断する必要が有り、作業卓が煩雑となるほか、作業能率の向上は限界に達していた。

また、診断結果に診断者の主観が入り易いため、劣化程度を表す退色度分類の境界付近の表面色彩の退色度合いでは実態よりも良質に、または劣悪に誤診断する恐れもあり、診断者の熟練と主観を排する意識の醸成が必要であった。

更に、劣化サンプルロープ自体も長年月の間には表面色彩の退色度合いが進展することから、定期的な交換が必要であった。

本発明では、合成繊維製ロープの自然劣化を診断する目的で着色された表面色彩の退色度合いを診断者の主観を排して機械的に評価するためのデータとして、請求項２に示す色に関する数値を提供した。
今回、これまで実際に使用していた安全ロープの表面色彩を請求項３に示す診断装置の一部を使い色彩を解析して得られた色を表現する各種のデータの中から、残存強度との関連性がよく表面色彩の退色度合いを最も明確に表現するものとして「彩度」を選択した。安全ロープ以外の物に本発明を適用する場合には、その物の表面の色合いや反射の有無など診断しようとする物の表面状態に合わせて色の三原色や色の三属性などから最も適したデータを採用すればより確実な診断が可能になる。

請求項１では、非特許文献１により公知されている診断方法を自動化する時の工程を提供している。
また、この工程を実現する装置として請求項３に診断装置のシステム構成を提供した。具体的には、数値化したカラー画像データの取得から劣化診断判定までを自動的に、または少数の簡便な操作で、かつ迅速に診断できるためのシステムとして、カラー画像データを取得して解析用のパソコンなどの電子機器に伝送するためのデジタルスチルカメラなどの電子機器と、伝送されたカラー画像データを記録し解析して診断に最適な指標データを算出し劣化診断判定するプログラムを装備したパソコンなどの電子機器を組み合わせた装置、および退色度合い評価に適したカラー画像撮影のための照明装置、背景板などを提供した。なお、これらの装置は分割しても１台に統合してもよい。

請求項４では数値化し記録されたカラー画像内の診断しようとするロープ部の色彩データの取得方法を提供している。
カラー画像から診断しようとするロープの色彩データを抽出するためには画像内のロープ部を特定する必要がある。今回の検討では撮影時に画像内のロープの大きさや位置を予め指定して撮影することとしたが、指定しないで撮影した画像からロープ部をプログラムに判断させてもよい。
次に、ロープ表面を包括的に代表するデータの取得方法として、ピントを合わせないで撮影した画像のロープ部の数か所の色彩データを取得し代表値に変換する方法と、ピントを合わせた画像のロープ部の多数の色彩データを取得し統計処理して包括的に代表する色彩データに変換する方法を提供した。ピントを合わせた画像を取得して診断し記録すれば写真自体の後日の利用価値が高まる。

請求項５では、常に正確な退色度合い評価結果が得られるようにするための診断装置の条件として、デジタルスチルカメラなどの設定条件や画像撮影のための環境条件を提供している。これらの条件は必ずしも色彩の再現性が良い条件である必要はなく、ロープなどの劣化診断としての表面色彩の退色度合いの測定に適した条件であって構わない。

本発明によれば、合成繊維製ロープの表面に着色された表面色彩の退色度合いによりロープの残存強度を推定する方法の自動化が可能となる。これにより、診断作業の能率向上も期待できる。

また、診断者の主観を排除した診断が実現し、劣化サンプルロープも不要となるなど諸課題が解決される。

更に、履歴を個別管理している安全ロープについて新規購入時、なびに一定期間経過ごとに彩度を測定することで表面色彩の退色度合いの変化すなわち残存強度の変化を追跡管理することも可能となる。
この結果、これまでの退色度分類としてのおおまかな区分による管理と異なり数値によるきめ細かな管理ができ、継続使用可否判断基凖の細分化も可能となる。

本発明は、今回検討した合成繊維製安全ロープの劣化後の残存強度の診断に限らず屋外で使用する機械の合成樹脂製部品など表面色彩の退色度合いや色彩変化を指標として強度、柔軟性、摩擦性能など各種特性の劣化診断にも活用できる。

安全ロープ表面色彩の退色度合いを数値化する基本システム構成例を示した説明図である。

表面色彩の退色度合いを数値化するための基本システムを、図面に示した。

図１において、背景板１４の上の所定位置に置かれた診断しようとする合成繊維製安全ロープ１は、太陽光などの遮へいのための覆い１３の内側に配置され、色温度６７００Ｋの照明ランプ１２により人工光を照射されている。デジタルスチルカメラ１０は、ホワイトバランスを色温度５２００Ｋに設定し適度な露出とシャッタースピードで撮影し、そのデータはパソコン１１に伝送されて記録される。パソコン１１には、データ処理用の独自開発したプログラムが内蔵されており、デジタルスチルカメラ１０から伝送されたカラー画像データから診断しようとするロープ部内の２００個所の色彩データを抽出し、統計処理と彩度への変換処理し、２００個の色彩データや処理結果は表計算ソフトに出力されるので、診断者が確認・保存できる。処理の結果として劣化の退色度分類または残存強度推定値を出力すれば劣化診断の自動化が完成する。

１ 診断しようとするロープ
１０ デジタルスチルカメラ
１１ パソコン
１２ 照明ランプ
１３ 遮へい覆い
１４ 背景板

Claims (5)

1. 合成繊維製ロープまたは合成樹脂製機械部品その他合成樹脂製品の紫外線、風雨およびその他の自然現象による強度劣化の程度を、ロープまたは機械部品などの表面に着色した色彩の退色度合いにより診断する場合において、診断しようとするロープまたは機械部品などの表面色彩のデータを取得する工程と、取得したデータを加工して退色度合いの評価に適したデータに変換する工程と、変換したデータとあらかじめ構築されている退色度合いと強度劣化程度の関係を整理したデータベースとを比較する工程と、比較した結果から診断しようとするロープまたは機械部品などの強度劣化程度を判断し継続使用の可否を判定しまたは余寿命を推定する工程と、これらの工程で取得したデータを表示し記録する工程とを一括して、または分割して連続処理する方法で自動化することを特徴とする診断方法。
2. 前記表面色彩の退色度合いを評価するためのデータは、数値化した色の三原色、三属性、またはそれらから導き出せる特定の数値とすることを特徴とする請求項１に記載の診断方法。
3. 前記表面色彩の退色度合いを評価するためのデータは、カラー画像の中の診断しようとするロープまたは機械部品などの全体を包括的に代表する数値として、故意にピントを合わせていないカラー画像から１個以上、またはピントの合っているカラー画像から少なくとも数十個以上のデータを取得して統計処理することを特徴とする請求項１および請求項２に記載の診断方法。
4. 前記表面色彩の退色度合いによる劣化診断を自動的に行う装置は、診断しようとするロープまたは機械部品などの表面カラー画像を退色度合い分析に適した条件で数値化して伝送するデジタルスチルカメラなどの電子機器と、カラー画像をデジタルスチルカメラなどの設定条件に適合させた退色度合い評価に適した条件で取得するための照明装置および背景板と、取得したカラー画像から必要なデータを抽出し分析し表示し記録するパソコンなどの電子機器からなることを特徴とする請求項１および請求項２に記載の診断方法で診断する診断装置。
5. 退色度合い評価用データの取得に適した診断しようとするロープまたは機械部品などのカラー画像を取得するための条件としての、色温度設定が可能なデジタルスチルカメラなどと色温度が明確で必要な照度が得られる照明ランプと、太陽光や室内照明光を遮へいした空間と、表面が光線反射の少ない素材でかつ色相の異なる複数の色彩が存在する背景板とからなることを特徴とする請求項４に記載の診断装置。

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