JP2019082969A - 検査システム - Google Patents

Abstract

【課題】ロボットの移動方向の傾きおよびロボットの位置のずれを小さくできる検査システムを提供する。【解決手段】実施形態に係る検査システムは、設備を検査する。前記設備は、第１方向に延びる第１構造物と、前記第１構造物の周りに設けられた第２構造物と、を含む。前記第２構造物は、前記第１構造物と対向する第１面を有する。前記第１面には、前記第１方向に延びる第１凸部が設けられている。前記検査システムは、ロボットおよび制御部を含む。前記ロボットは、前記第１凸部を撮影する撮像部を含む。前記ロボットは、前記第１構造物と前記第２構造物との間を移動する。前記制御部は、前記撮像部によって取得された第１画像から、前記第１方向まわりの周方向における前記第１凸部の第１端部を検出し、検出された前記第１端部を用いて前記ロボットの移動を制御する。【選択図】図２

Description

本発明の実施形態は、検査システムに関する。

検査システムに関して、例えば、発電機のロータとステータとの間の狭隘空間（ギャップ）をロボットで検査するものが提案されている。ロボットは、ロータの軸方向に沿って移動し、検査を行う。より信頼性の高い検査を行うためには、軸方向に対するロボットの移動方向の傾き、およびロータの回転方向におけるロボットの位置のずれが小さいことが望ましい。

米国特許出願公開第２０１３／００４７７４８号明細書

本発明が解決しようとする課題は、ロボットの移動方向の傾きおよびロボットの位置のずれを小さくできる検査システムを提供することである。

実施形態に係る検査システムは、設備を検査する。前記設備は、第１方向に延びる第１構造物と、前記第１構造物の周りに設けられた第２構造物と、を含む。前記第２構造物は、前記第１構造物と対向する第１面を有する。前記第１面には、前記第１方向に延びる第１凸部が設けられている。前記検査システムは、ロボットおよび制御部を含む。前記ロボットは、前記第１凸部を撮影する撮像部を含む。前記ロボットは、前記第１構造物と前記第２構造物との間を移動する。前記制御部は、前記撮像部によって取得された第１画像から、前記第１方向まわりの周方向における前記第１凸部の第１端部を検出し、検出された前記第１端部を用いて前記ロボットの移動を制御する。

発電機を例示する模式図である。 実施形態に係る検査システムのロボットを表す斜視図である。 実施形態に係る検査システムのロボットを表す側面図である。 実施形態に係る検査システムの構成を表すブロック図である。 実施形態に係る検査システムの動作を表すフローチャートである。 実施形態に係る検査システムによる処理を例示する模式図である。 実施形態に係る検査システムの別の動作を表すフローチャートである。 実施形態に係る検査システムによる別の処理を例示する模式図である。 第１分布および第２分布を例示する模式図である。

以下に、本発明の各実施形態について図面を参照しつつ説明する。
なお、図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚みと幅との関係、部分間の大きさの比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。また、同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比率が異なって表される場合もある。
また、本願明細書と各図において、既に説明したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。

実施形態に係る検査システムは、第１構造物および第２構造物を含む設備について、第１構造物と第２構造物とのギャップにおいてロボットを移動させ、ロボットによる設備内部の検査を行う。ここでは、ロボットにより発電機内部の検査が行われる場合について説明する。
まず、発電機の概略構成について説明する。

図１は、発電機を例示する模式図である。
図１（ｂ）は、図１（ａ）の部分Ｐ１を拡大した斜視図である。図１（ｃ）は、図１（ａ）の部分Ｐ２を拡大した斜視図である。なお、図１（ａ）では、発電機１の内部構造を表すために、発電機１の一部が省略されている。

図１（ａ）に表したように、発電機１（設備の一例）は、ステータ１０（第２構造物の一例）およびロータ２０（第１構造物の一例）を含む。ロータ２０は、第１回転軸Ａ１を中心に回転する。ステータ１０は、ロータ２０の周りに設けられている。ステータ１０およびロータ２０は、第１回転軸Ａ１に平行な第１方向Ｄ１に延びる柱状である。ステータ１０からロータ２０に向かう方向は、第１方向Ｄ１に対して垂直である。

図１（ｂ）および図１（ｃ）に表したように、ステータ１０は、ロータ２０と対向する第１面Ｓ１を有する。図１（ｃ）に表したように、ロータ２０は、ステータ１０と対向する第２面Ｓ２を有する。第１面Ｓ１および第２面Ｓ２は、略円柱面である。

図１（ｂ）に表したように、ステータ１０の第１面Ｓ１には、複数の第１凸部１１ｐおよび複数の第１凹部１１ｒが存在する。複数の第１凸部１１ｐおよび複数の第１凹部１１ｒは、第１方向Ｄ１に沿って延在している。複数の第１凸部１１ｐおよび複数の第１凹部１１ｒは、ロータ２０の回転方向Ｒ（第１方向Ｄ１まわりの周方向）に沿って交互に設けられている。

第１凹部１１ｒの底面では、例えば、コイル、またはコイルを覆う楔（固定部材）が露出している。第１凸部１１ｐは、例えば鉄心の一部であり、第１凹部１１ｒに対してロータ２０に向けて突出している。または、第１凹部１１ｒの底面において鉄心の一部が露出し、第１凸部１１ｐは鉄心に対して突出した楔の少なくとも一部であっても良い。
第１面Ｓ１に複数の第１凸部１１ｐおよび複数の第１凹部１１ｒが設けられていれば、ステータ１０の構成は任意である。

図１（ｃ）に表したように、ロータ２０の第２面Ｓ２には、複数の第２凸部２２ｐおよび複数の第２凹部２２ｒが存在する。複数の第２凸部２２ｐおよび複数の第２凹部２２ｒは、第１方向Ｄ１に沿って延在している。複数の第２凸部２２ｐおよび複数の第２凹部２２ｒは、回転方向Ｒに沿って交互に設けられている。

第２凹部２２ｒの底面では、例えば、鉄心の一部が露出している。第２凸部２２ｐは、楔（固定部材）の少なくとも一部であり、第２凹部２２ｒに対してステータ１０に向けて突出している。または、第２凹部２２ｒの底面において楔が露出し、第２凸部２２ｐは楔に対して突出した鉄心の一部であっても良い。第２凹部２２ｒは、第２凸部２２ｐ同士の間に設けられた細いスリットであっても良い。
第２面Ｓ２に複数の第２凸部２２ｐおよび複数の第２凹部２２ｒが設けられていれば、ロータ２０の構成は任意である。

図１（ｃ）に表したように、検査に用いられるロボット４０は、ステータ１０とロータ２０との隙間を移動する。ロボット４０は、第１方向Ｄ１に沿って移動し、発電機１内部を検査する。続いて、ロボット４０は、回転方向Ｒに移動する。ロボット４０は、再度第１方向Ｄ１に沿って移動し、発電機１内部を検査する。これらの第１方向Ｄ１の移動および回転方向Ｒの移動を交互に繰り返すことで、発電機１内部を順次検査する。

図２は、実施形態に係る検査システムのロボットを表す斜視図である。
図３は、実施形態に係る検査システムのロボットを表す側面図である。
ロボット４０は、図２に表したように、ベースプレート４１、複数の移動機構４２、吸着機構４６、および検査ユニット５０を含む。

ベースプレート４１は、第２面Ｓ２に沿うように湾曲している。
複数の移動機構４２は、前後方向に対して垂直な幅方向において、互いに離間している。それぞれの移動機構４２は、一対のプーリ４３ａおよび４３ｂ、ベルト４４、およびモータ４５を含む。

プーリ４３ａおよび４３ｂは、前後方向において互いに離間している。ベルト４４は、プーリ４３ａおよび４３ｂに掛け渡されている。ベースプレート４１の下面側（ロータ２０側）でベルト４４は露出している。モータ４５は、例えばプーリ４３ａに連結されており、プーリ４３ａを回転させる。プーリ４３ａの回転によりベルト４４が駆動され、ロボット４０が移動する。また、一方の移動機構４２におけるプーリ４３ａの回転量と、他方の移動機構４２におけるプーリ４３ａの回転量と、を調整することで、ロボット４０の移動方向を変化させることができる。

吸着機構４６は、ベルト４４の横に配置されている。ロボット４０は、吸着機構４６を介して第２面Ｓ２上に吸着しながら、第２面Ｓ２上を移動することができる。吸着機構４６は、例えば、静電気を利用した静電吸着または圧力差を利用した空気吸着を行う。ロボット４０は、移動機構４２による推進力と、吸着機構４６による吸着力と、を調整することで、第２面Ｓ２上で移動または停止する。

検査ユニット５０は、ベースプレート４１上に設けられている。例えば、２つの検査ユニット５０が設けられ、幅方向において互いに離間している。検査ユニット５０は、エアシリンダ５１、アーム５６、後述する走行ガイド、センサ６１、およびセンサ６２を含む。

アーム５６はエアシリンダ５１の駆動ロッド５２に連結されている。図３に表したように、エアシリンダ５１の駆動により駆動ロッド５２が延びると、アーム５６の一端部は、他端部を支点にして上下動する。

アーム５６の一端部には保持部５３が取り付けられている。センサ６１および６２は、保持部５３に保持されている。保持部５３には、さらに走行ガイドが保持されている。走行ガイドは、一対のガイドローラ５４およびベルト５５を含む。一対のガイドローラ５４は、前後方向に互いに離間している。ベルト５５は、これらのガイドローラ５４に掛け渡されている。

エアシリンダ５１には、図示しないエア配管が接続されている。モータ４５には、図示しない電気ケーブルが接続されている。または、ベースプレート４１にバッテリーが搭載され、そのバッテリーによりモータ４５が駆動されてもよい。

センサ６１および６２は、例えば、エレクトリックセンサ、アコースティックセンサ、またはメカニカルセンサなどである。例えば、センサ６１は、EL-CID(electro-magnetic core imperfection detector)センサである。センサ６２は、打音検査用ハンマ駆動部を有する。ロボット４０は、例えば第２面Ｓ２上を移動しながら、センサ６１および６２を用いて、発電機１内部（ステータ１０およびロータ２０）の検査を行う。

ロボット４０は、図２に表したように、カメラ７１ａ（撮像部の一例）、カメラ７１ｂ（撮像部の別の一例）、および照明部７５をさらに含む。

カメラ７１ａおよび７１ｂは、第１凸部１１ｐを撮影する。カメラ７１ａは、ロボット４０の前後方向の一端付近に設けられている。カメラ７１ｂは、ロボット４０の前後方向の他端付近に設けられている。カメラ７１ｂが撮影する方向は、カメラ７１ａが撮影する方向と反対である。照明部７５は、後述するように、第１凸部１１ｐに光を照射する。図２に表した例では、複数の照明部７５が、カメラ７１ａ付近およびカメラ７１ｂ付近に設けられている。

以下で、実施形態に係る検査システムについて説明する。
図４は、実施形態に係る検査システムの構成を表すブロック図である。
実施形態に係る検査システム１００は、図４に表したように、ロボット４０および制御部９０を含む。

ロボット４０は、上述したように、撮像部７１（例えばカメラ７１ａまたは７１ｂ）と、照明部７５と、を含む。ロボット４０は、例えば、制御部９０を含む端末９１と、有線通信または無線通信で接続される。制御部９０は、ロボット４０に指令を送信し、ロボット４０の動作を制御する。
または、制御部９０がロボット４０に搭載されて実施形態に係る検査システム１００が実現されても良い。

図５および図６を参照して実施形態に係る検査システムの動作を説明する。
図５は、実施形態に係る検査システムの動作を表すフローチャートである。
図６は、実施形態に係る検査システムによる処理を例示する模式図である。

まず、照明部７５が、第１凸部１１ｐに光を照射する（ステップＳｔ１）。撮像部７１は、光が照らされた第１凸部１１ｐを撮影し、第１画像を取得する（ステップＳｔ２）。図６（ａ）は、第１画像の一例である。図６（ａ）に表したように、第１画像は、複数の第１凸部１１ｐおよび複数の第１凹部１１ｒを含んでいても良い。

図６（ａ）において、領域Ｒｅは、光が照射された領域を示す。また、図６（ａ）において、ドットの密度は、輝度を模式的に表している。ドットの密度が大きいほど、輝度が小さいことを表す。

第１画像が、照らされた第１凸部１１ｐ以外の多くのものを含む場合、制御部９０は、第１凸部１１ｐを含む第１画像の一部を切り出しても良い（ステップＳｔ３）。例えば、制御部９０は、予め設定された点を中心に、所定のサイズの画像を第１画像から切り出す。

制御部９０は、第１画像における、照らされた第１凸部１１ｐにおける輝度と、その他の部分における輝度と、の差を用いて、第１凸部１１ｐの回転方向Ｒにおける第１端部Ｅ１を検出する。この第１画像は、ステップＳｔ２で取得された画像またはステップＳｔ３で切りだされた画像である。

輝度に基づく第１端部Ｅ１の検出方法の一例を説明する。
まず、制御部９０は、第１画像を二値化する（ステップＳｔ４）。図６（ａ）に表したように、照らされた第１凸部１１ｐにおける輝度は、その他の部分の輝度よりも高い。例えば、第１画像を二値化することで、図６（ｂ）に表したように、照らされた第１凸部１１ｐは白で表され、その他の部分は黒で表される。

制御部９０は、二値化された第１画像上を、回転方向Ｒに沿って微分走査する（ステップＳｔ５）。これにより、第１画像上における輝度（明るさ）の変化率が算出される。一例として、隣接する画素同士の間の輝度の変化率が算出される。または、複数の画素の輝度の平均値を算出し、隣接する画素グループ同士の間の平均値の変化率が算出されても良い。制御部９０は、変化率が所定の閾値以上の箇所を抽出する。

第１画像上の全領域に対して微分走査を行い、変化率が所定の閾値以上の複数の箇所を抽出する。これにより、図６（ｃ）に表したように、第１凸部１１ｐの回転方向Ｒにおける第１端部Ｅ１が抽出される（ステップＳｔ６）。

制御部９０は、図６（ｄ）に表したように、第１端部Ｅ１の第１角度θ１、および、第１端部Ｅ１と基準点ＳＰとの間の第１距離Ｄｉ１を算出する（ステップＳｔ７）。第１角度θ１は、第１端部Ｅ１を通る線Ｌ１と基準線ＳＬとの間の角度で表される。基準線ＳＬは、例えば、第１画像の下端に沿う直線である。第１距離Ｄｉ１は、線Ｌ１の基準点ＳＰを通る垂線上における、基準点ＳＰと線Ｌ１との間の距離で表される。基準点ＳＰは、例えば、第１画像の左上の端の点である。

制御部９０は、第１角度θ１および第１距離Ｄｉ１に基づいて、ロボット４０が適切な位置を第１方向Ｄ１に沿って移動するために必要な補正値を算出する（ステップＳｔ８）。

補正値の算出方法の一例を説明する。
まず、撮像部７１は、第１画像を取得する前に、第１凸部１１ｐを撮影し、第２画像を取得する。第２画像は、ロボット４０が回転方向Ｒにおいて適切な位置に配され、第１方向Ｄ１に沿って移動しうる状態で取得される。第２画像に写される第１凸部１１ｐは、第１画像に写される第１凸部１１ｐと同じである。第２画像に写された部分が、第１画像に写された部分と異なっていても良い。第２画像は、例えば、ロボット４０が第１方向Ｄ１に向けて移動を開始する際に取得される。

制御部９０は、第１画像と同様に、第２画像に含まれる第１凸部１１ｐの第１端部Ｅ１を抽出する。そして、制御部９０は、第２画像における、第１端部Ｅ１の第２角度、および、第１端部Ｅ１と基準点ＳＰとの間の第２距離を算出する。第１角度θ１と第２角度の差が大きいほど、ロボット４０の移動方向の第１方向Ｄ１に対する傾きが大きいことを示す。第１距離Ｄｉ１と第２距離との差が大きいほど、ロボット４０の移動方向の第１方向Ｄ１に対する傾き、または、ロボット４０の回転方向Ｒにおける適切な位置からのずれが大きいことを示す。

例えば、制御部９０は、第１角度および第１距離を算出する前に、第２角度および第２距離を算出し、不図示の記憶部に記憶する。制御部９０は、第１角度および第１距離を算出すると、記憶された第２角度および第２距離を参照する。制御部９０は、第１角度θ１と第２角度との差が小さく、かつ第１距離Ｄｉ１と第２距離との差が小さくなるように、補正値を算出する。補正値は、例えば、図２に表した、１対の移動機構４２のそれぞれの推進量で表される。

または、ロボット４０が第１方向Ｄ１に沿って移動するための、基準角度および基準距離が予め設定されていても良い。この場合、制御部９０は、第１角度θ１と基準角度との差が小さく、かつ第１距離Ｄｉ１と基準距離との差が小さくなるように、補正値を算出する。
または、制御部９０は、ロボット４０が移動したときの第１角度θ１と第１距離Ｄｉ１の変化を検出し、この変化を補正するための補正値を算出しても良い。

ロボット４０は、算出された補正値に基づいて移動する（ステップＳｔ９）。これにより、ロボット４０を、回転方向Ｒ上の適切な位置で、第１方向Ｄ１に沿って移動させることができる。

なお、第１角度θ１と第２角度（基準角度）との差および第１距離Ｄｉ１と第２距離（基準距離）との差は、最終的に小さくなれば良い。これらの差の補正の過程において、一時的に、これらの差の少なくともいずれかが増大しても良い。

実施形態の効果を説明する。
上述したように、ロボット４０は、第１方向Ｄ１に向けた移動と、回転方向Ｒにおける移動と、を繰り返すことで、発電機１の内部を検査していく。ロボット４０の移動方向が第１方向Ｄ１に対して傾き、またはロボット４０の回転方向Ｒにおける位置がずれていると、発電機１において検査されない部分が生じうる。発電機１をより正確に検査するためには、ロボット４０が、回転方向Ｒ上の適切な位置を、第１方向Ｄ１に沿って移動することが望ましい。

実施形態に係る検査システム１００によれば、上述した通り、撮像部７１で撮影された第１画像に基づいて、ロボット４０の移動方向の第１方向Ｄ１に対する傾き、およびロボット４０の回転方向Ｒにおける位置ずれを小さくできる。これにより、例えば、ロボット４０の移動方向の第１方向Ｄ１に対する傾きが大きくなった場合でも、制御部９０は、傾きが小さくなるようにロボット４０の移動を制御できる。従って、実施形態に係る検査システム１００によれば、発電機１に対して、より信頼性の高い検査を行うことが可能となる。

傾きおよび位置ずれを小さくするための補正値は、上述したように、第１角度θ１および第１距離Ｄｉ１の両方に基づいて算出されることが望ましい。補正後の傾きおよび位置ずれをより小さくできるためである。
ただし、上記補正値は、第１角度θ１と第１距離Ｄｉ１の一方のみに基づいて算出されても良い。この場合も、補正が実行されない場合に比べて、傾きおよび位置ずれを小さくできる。

第１画像を撮影する際、発電機１の外部から発電機１の内部を照らしても良い。または、図４に表したように、ロボット４０が照明部７５を含んでいても良い。ロボット４０が照明部７５を含むことで、発電機１内部をより近い位置で照らすことができる。これにより、第１端部Ｅ１をより正確に抽出できる。

また、照明部７５は、複数の第１凸部１１ｐを照らしても良い。この場合、複数の第１凸部１１ｐのそれぞれの第１端部Ｅ１が抽出される。制御部９０は、それぞれの第１端部Ｅ１の第１角度およびそれぞれの第１端部Ｅ１と基準点ＳＰとの間の第１距離を算出する。制御部９０は、予め撮影された第２画像における、それぞれの第１端部Ｅ１の第２角度およびそれぞれの第１端部Ｅ１と基準点ＳＰとの間の第２距離を算出する。制御部９０は、複数の第１角度と複数の第２角度とのそれぞれの差が小さく、かつ複数の第１距離と複数の第２距離とのそれぞれの差が小さくなるように、補正値を算出する。このとき、制御部９０は、例えば、第１画像の左からｎ番目の第１端部Ｅ１の第１角度および第１距離を、それぞれ、第２画像の左からｎ番目の第１端部Ｅ１の第２角度および第２距離と比較する。

複数の第１凸部１１ｐに基づいてロボット４０の移動を制御することで、ロボット４０の移動方向の第１方向Ｄ１に対する傾き、およびロボット４０の回転方向Ｒにおける位置ずれをさらに小さくできる。

または、実施形態に係る検査システム１００は、ロータ２０の第２面Ｓ２に設けられた第２凸部２２ｐを用いて、同様に補正値を算出しても良い。この場合、第２凸部２２ｐに対して、図７のフローチャートに表した動作が実行される。あるいは、実施形態に係る検査システム１００は、第１凸部１１ｐおよび第２凸部２２ｐの両方を用いて補正値を算出しても良い。
これらの場合においても、補正を行わない場合に比べて、傾きおよびずれを小さくできる。

ロボット４０は、第１面Ｓ１上を移動し、発電機１を検査しても良い。ただし、ステータ１０の第１面Ｓ１には、回転方向Ｒに沿って延びるバッフルが設けられている。ロボット４０が第１面Ｓ１上を移動する場合、バッフルによってロボット４０の移動が制限される。従って、ロボット４０は、第２面Ｓ２上を移動して発電機１を検査することが望ましい。

（変形例）
実施形態に係る検査システム１００において、以下で説明する動作が実行されても良い。
図７は、実施形態に係る検査システムの別の動作を表すフローチャートである。
図８は、実施形態に係る検査システムによる別の処理を例示する模式図である。
図９は、第１分布および第２分布を例示する模式図である。

まず、照明部７５が、複数の第１凸部１１ｐおよび複数の第２凸部２２ｐに光を照射する（ステップＳｔ１１）。撮像部７１は、照らされた複数の第１凸部１１ｐおよび複数の第２凸部２２ｐを撮影し、第１画像を取得する（ステップＳｔ１２）。図８（ａ）は、第１画像を模式的に表す。

制御部９０は、取得された第１画像の一部を切り出しても良い（ステップＳｔ１３）。制御部９０は、第１画像を二値化する（ステップＳｔ１４）。制御部９０は、二値化された第１画像に基づき、図８（ｂ）に表したように、複数の第１凸部１１ｐの第１端部Ｅ１および複数の第２凸部２２ｐの第２端部Ｅ２を抽出する（ステップＳｔ１５）。複数の第１端部Ｅ１および複数の第２端部Ｅ２は、例えば、第１画像をハフ変換することで抽出される。

制御部９０は、複数の第１端部Ｅ１および複数の第２端部Ｅ２のそれぞれの角度、および、複数の第１端部Ｅ１と複数の第２端部Ｅ２のそれぞれと基準点との間の距離を算出する。そして、制御部９０は、複数の角度の第１分布および複数の距離の第２分布を生成する（ステップＳｔ１６）。

例えば、それぞれの第１端部Ｅ１の角度θは、第１画像の中心に向けて第１端部Ｅ１を通るベクトル線と、第１画像の上端に平行であり第１画像の左端に向かうベクトル線と、の間の角度で表される。それぞれの第２端部Ｅ２の角度θは、第１画像の中心に向けて第２端部Ｅ２を通るベクトル線と、第１画像の下端に平行であり第１画像の右端に向かうベクトル線と、の間の角度で表される。複数の第１端部Ｅ１と複数の第２端部Ｅ２と基準点との間のそれぞれの距離は、図６（ｄ）に表した例と同様に、基準点を通る垂線上における、それぞれの端部を通る線と基準点との間の距離で表される。

図９（ａ）は第１分布の一例を表し、図９（ｂ）は第２分布の一例を表す。
第１分布は、角度θの大きさと、それぞれの角度が検出された回数Ｎ１と、の関係を表す。第２分布は、距離Ｄｉの大きさと、それぞれの距離が検出された回数Ｎ２と、の関係を表す。

例えば、検査システム１００は、予め設定された第１時間の間、ロボット４０を移動させながら、上記複数の角度および上記複数の距離を算出する。制御部９０は、第１時間の間における、それぞれの角度の検出回数およびそれぞれの距離の検出回数の累積を求める。制御部９０は、算出された結果に基づいて、第１分布および第２分布を生成する。一例として、第１時間は、３０ミリ秒以上１秒以下に設定される。

第１分布および第２分布は、実質的に正規分布である。基準線が第１画像の下端（または上端）に設定される場合、第１分布は、０度近傍および９０度近傍にピークを有する。基準点が画像の左上の端に設定される場合、第２分布は、０より大きな値にピークを有する。

制御部９０は、第１分布および第２分布に基づいて、補正値を算出する（ステップＳｔ１７）。例えば、第１分布および第２分布のピーク位置およびピーク幅は、ロボット４０の移動方向の第１方向Ｄ１に対する傾きと、ロボット４０の回転方向Ｒにおける位置と、に依存する。例えば、傾きが大きくなり、回転方向Ｒにおける適切な位置からのずれが大きくなると、ピーク位置がずれ、ピーク幅が広くなる。制御部９０は、この特性を利用して、補正値を算出する。

補正値の算出方法の具体的な一例を説明する。
まず、撮像部７１は、第１画像を取得する前に、複数の第１凸部１１ｐおよび複数の第２凸部２２ｐを撮影し、第２画像を取得する。第２画像は、ロボット４０が回転方向Ｒにおいて適切な位置に配され、第１方向Ｄ１に沿って移動しうる状態で取得される。
制御部９０は、第１画像と同様に、第２画像に含まれる複数の第１凸部１１ｐの第１端部Ｅ１および複数の第２凸部２２ｐの第２端部Ｅ２を抽出する。そして、制御部９０は、第２画像における、複数の第１端部Ｅ１および複数の第２端部Ｅ２のそれぞれの角度、および、複数の第１端部Ｅ１と複数の第２端部Ｅ２のそれぞれと基準点との間の距離を算出する。そして、制御部９０は、第２画像に基づく、複数の角度の第３分布および複数の距離の第４分布を生成する。

例えば、制御部９０は、第１分布および第２分布を生成する前に、これらの第３分布および第４分布を生成し、不図示の記憶部に記憶する。制御部９０は、第１分布および第２分布を生成すると、記憶された第３分布および第４分布を参照する。制御部９０は、第１分布が第３分布に近づき、第２分布が第４分布に近づくように、補正値を算出する。より具体的には、制御部９０は、第１分布のピーク位置と第３分布のピーク位置との差、第１分布のピーク幅と第３分布のピーク幅との差、第２分布のピーク位置と第４分布のピーク位置との差、および第２分布のピーク幅と第４分布のピーク幅との差のそれぞれが、小さくなるように、補正値を算出する。

または、ロボット４０が第１方向Ｄ１に沿って移動するための、複数の角度の第１基準分布および複数の距離第２基準分布が予め設定されていても良い。この場合、制御部９０は、第１分布のピーク位置およびピーク幅が、それぞれ第１基準分布のピーク位置およびピーク幅に近づき、第２分布のピーク位置およびピーク幅が、それぞれ第２基準分布のピーク位置およびピーク幅に近づくように、補正値を算出する。
または、制御部９０は、ロボット４０が移動したときの第１分布および第２分布の変化を検出し、この変化を補正するための補正値を算出しても良い。

ロボット４０は、算出された補正値に基づいて移動する（ステップＳｔ９）。これにより、ロボット４０を、回転方向Ｒ上の適切な位置で、第１方向Ｄ１に沿って移動させることができる。

なお、第１分布と第３分布（第１基準分布）とのずれおよび第２分布と第４分布（第２基準分布）とのずれは、最終的に小さくなれば良い。補正の過程において、一時的に、これらの分布のずれが増大しても良い。

上述した方法においても、ロボット４０の移動方向の第１方向Ｄ１に対する傾き、およびロボット４０の回転方向Ｒにおける位置ずれを小さくできる。また、複数の第１端部Ｅ１および複数の第２端部Ｅ２を用いることで、いずれかの端部の検出においてエラーが生じた場合であっても、傾きおよびずれを小さくできる。

傾きおよび位置ずれを小さくするための補正値は、複数の第１端部Ｅ１および複数の第２端部Ｅ２を用いて算出されることが望ましい。補正後の傾きおよび位置ずれをより小さくできるためである。
ただし、上記補正値は、複数の第１端部Ｅ１と複数の第２端部Ｅ２の一方のみを用いて算出されても良い。この場合も、補正が実行されない場合に比べて、傾きおよび位置ずれを小さくできる。

上述した例では、実施形態に係る検査システムを、発電機の検査に用いた場合について説明した。実施形態に係る発明は、この例に限定されない。実施形態に係る検査システムは、第１凸部および第２凸部の少なくともいずれかが設けられ、ロボットが移動できる空間があれば、実施形態に係る検査システムは、発電機以外の設備に対しても適用可能である。

以上、本発明のいくつかの実施形態を例示したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更などを行うことができる。これら実施形態やその変形例は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。また、前述の各実施形態は、相互に組み合わせて実施することができる。

１ 発電機、 １０ ステータ、 １１ｐ 第１凸部、 １１ｒ 第１凹部、 ２０ ロータ、 ２２ｐ 第２凸部、 ２２ｒ 第２凹部、 ４０ ロボット、 ７１ 撮像部、 ７５ 照明部、 ９０ 制御部、 ９１ 端末、 θ１ 第１角度、 １００ 検査システム、 Ａ１ 第１回転軸、 Ｄ１ 第１方向、 Ｄｉ１ 第１距離、 Ｅ１ 第１端部、 Ｅ２ 第２端部、 Ｒ 回転方向、 Ｓ１ 第１面、 Ｓ２ 第２面

Claims (18)

1. 第１方向に延びる第１構造物と前記第１構造物の周りに設けられた第２構造物とを含み、前記第２構造物は前記第１構造物と対向する第１面を有し、前記第１面には前記第１方向に延びる第１凸部が設けられた設備を検査する検査システムであって、
   前記第１凸部を撮影する撮像部を含み、前記第１構造物と前記第２構造物との間を移動するロボットと、
   前記撮像部によって取得された第１画像から、前記第１方向まわりの周方向における前記第１凸部の第１端部を検出し、検出された前記第１端部を用いて前記ロボットの移動を制御する制御部と、
   を備えた検査システム。
2. 前記制御部は、
   前記第１画像における前記第１端部の第１角度を算出し、
   予め撮影された前記第１凸部の第２画像における前記第１端部の第２角度を参照し、
   前記第１角度と前記第２角度との差が小さくなるように前記移動を制御する
   請求項１記載の検査システム。
3. 前記制御部は、さらに、
   前記第１画像における前記第１端部と、基準点と、の間の第１距離を算出し、
   前記第２画像における前記第１端部と前記基準点との間の第２距離を参照し、
   前記第１距離と前記第２距離との差が小さくなるように前記移動を制御する
   請求項２記載の検査システム。
4. 前記制御部は、
   前記第１画像における前記第１端部と、基準点と、の間の第１距離を算出し、
   予め撮影された前記第１凸部の第２画像における前記第１端部と前記基準点との間の第２距離を参照し、
   前記第１距離と前記第２距離との差が小さくなるように前記移動を制御する
   請求項１記載の検査システム。
5. 前記制御部は、
   前記第１画像における前記第１端部の第１角度を算出し、
   前記移動に伴う前記第１角度の変化を検出し、
   前記変化を補正するよう前記移動を制御する
   請求項１記載の検査システム。
6. 前記制御部は、
   前記第１画像における前記第１端部と、基準点と、の間の第１距離を算出し、
   前記移動に伴う前記第１距離の変化を検出し、
   前記変化を補正するよう前記移動を制御する
   請求項１記載の検査システム。
7. 照明部をさらに備え、
   前記照明部は、前記第１凸部を照らし、
   前記第１画像は、照らされた前記第１凸部を撮影して取得され、
   前記制御部は、前記第１画像における、前記第１凸部の輝度と、その他の部分の輝度と、の差を用いて、前記第１端部を検出する請求項１〜６のいずれか１つに記載の検査システム。
8. 前記制御部は、
   前記第１画像を二値化し、
   前記第１画像の前記周方向における輝度の変化率を検出し、前記変化率が閾値以上の個所を前記第１端部として検出する
   請求項７記載の検査システム。
9. 前記第１凸部は、前記周方向において複数設けられ、
   前記制御部は、前記第１画像から前記複数の第１凸部のそれぞれの前記第１端部を検出し、検出された前記複数の第１端部を用いて前記ロボットの移動を制御する請求項１記載の検査システム。
10. 第１方向に延びる第１構造物と前記第１構造物の周りに設けられた第２構造物とを含み、前記第２構造物は前記第１構造物と対向する第１面を有し、前記第１構造物は前記第２構造物と対向する第２面を有し、前記第１面には前記第１方向に延びる複数の第１凸部が設けられ、前記第２面には前記第１方向に延びる複数の第２凸部が設けられた設備を検査するロボットであって、
    前記複数の第１凸部および前記複数の第２凸部を撮影する撮像部を含み、前記第１構造物と前記第２構造物との間を移動するロボットと、
    前記撮像部によって取得された第１画像から、前記第１方向まわりの周方向における前記複数の第１凸部のそれぞれの第１端部と、前記周方向における前記複数の第２凸部のそれぞれの第２端部と、を検出し、検出された前記複数の第１端部および前記複数の第２端部を用いて前記ロボットの移動を制御する制御部と、
    を備えた検査システム。
11. 前記制御部は、
    前記第１画像における前記複数の第１端部および前記複数の第２端部のそれぞれの角度を算出し、
    前記複数の角度の第１分布を生成し、
    予め撮影された前記第２画像における前記複数の第１端部および前記複数の第２端部の角度の第３分布を参照し、
    前記第１分布が前記第３分布に近づくように前記移動を制御する
    請求項１０記載の検査システム。
12. 前記制御部は、さらに、
    前記第１画像における前記複数の第１端部および前記複数の第２端部のそれぞれの基準点に対する距離を算出し、
    前記複数の距離の第２分布を生成し、
    前記第２画像における前記複数の第１端部および前記複数の第２端部の距離の第４分布を参照し、
    前記第２分布が前記第４分布に近づくように前記移動を制御する
    請求項１１記載の検査システム。
13. 前記制御部は、
    前記第１画像における前記複数の第１端部および前記複数の第２端部のそれぞれの基準点に対する距離を算出し、
    前記複数の距離の第２分布を生成し、
    予め撮影された前記第２画像における前記複数の第１端部および前記複数の第２端部の距離の第４分布を参照し、
    前記第２分布が前記第４分布に近づくように前記移動を制御する
    請求項１０記載の検査システム。
14. 前記制御部は、
    前記複数の第１端部のそれぞれの角度を算出し、
    前記複数の角度の第１分布を生成し、
    前記ロボットが移動したときの前記第１分布の変化を検出し、
    前記変化を補正するように前記移動を制御する
    請求項１０記載の検査システム。
15. 前記制御部は、
    前記複数の第１端部のそれぞれの基準点に対する距離を検出し、
    前記複数の距離の第２分布を生成し、
    前記ロボットが移動したときの前記第２分布の変化を検出し、
    前記変化を補正するように前記移動を制御する
    請求項１０記載の検査システム。
16. 前記複数の第１凸部および前記複数の第２凸部を照らす照明部をさらに備え、
    前記撮像部は、照らされた前記複数の第１凸部および前記複数の第２凸部を撮影して前記第１画像を取得し、
    前記制御部は、前記第１画像を二値化し、ハフ変換することで、前記複数の第１端部および前記複数の第２端部を検出する請求項１０〜１５のいずれか１つに記載の検査システム。
17. 第１方向に延びる第１構造物と前記第１構造物の周りに設けられた第２構造物とを含み、前記第２構造物は前記第１構造物と対向する第１面を有し、前記第１構造物は前記第２構造物と対向する第２面を有し、前記第１面および前記第２面の少なくとも一方には前記第１回転軸と平行な第１方向に延びる第１凸部が設けられた設備を検査する検査システムであって、
    少なくとも１つの前記第１凸部を撮影する撮像部を含み、前記第１構造物と前記第２構造物との間を移動するロボットと、
    前記第１方向に対する前記ロボットの移動方向の傾きが大きくなった際に、前記撮像部によって取得された画像に基づいて、前記傾きが小さくなるように前記ロボットの移動を制御する制御部と、
    を備えた検査システム。
18. 前記第１構造物は、ロータであり、
    前記第２構造物は、ステータであり、
    前記設備は、発電機である請求項１〜１７のいずれか１つに記載の検査システム。