JP2022046997A - 船舶の壁面検査用高度知能化検査システム - Google Patents
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Abstract
Description
例えば図2に示すように、検査対象となる船倉の壁面11に沿ってマルチコプター12を、一定区間、飛行移動させ、壁面11を、マルチコプター12に搭載されたカメラにて連続撮像し、広域かつ連続の撮像画像データを得る。
屋外での撮像による濃淡ムラに基づく光量変動に対して濃淡正規化による前処理を実施するものである。つまり、光量の影響の軽減を行うために、撮像画像に写る検知対象以外の情報を少なくするため、画像の切り出しを行い、2値化した際に大きな違いが発生しないようにする。
(i)カラー画像から濃淡画像への変換(R、G、B均等加算平均処理)
図5に示すように、色相均等加算平均により、白黒濃淡画像とする。
図6に示すように、画素内の最小値P(基準値)を探索し、全画素から最小値Pを差し引く。光量差を消去できる差分画像とする。これにより、一様な明るすぎ、暗すぎに対し、同一明るさの画像(差分画像)とする。
そして、RBF出力関数による部品検査システムか、シグモイド出力関数によるパワースペクトルを入力とするニューラルネットワークで、学習と評価を行う。
判定する壁面の差異に応じて、つまり、例えば壁面の形状や性状の違いに対して、それぞれニューラルネットワークにて学習がなされ、個々の形状や性状についての学習結果を、複数種類の基準データとして予め記憶しておく。そして、例えば船倉の壁面を検査する場合には、壁面の形状や性状の違いを作業者が判断してその判断した作業者の指示に従い、状態判定手段において利用する基準データを切り替えて、ニューラルネットワークにて壁面の状態の良否判定を行う。
d1:変換後の画素値
LEVEL:明るさの最大値
SIZE:変換する画素の番号
i:(量子化レベルの)明るさの段階(例えば0~255段階の濃さの階調など)
p(i):一定幅内の明るさの度数(出現頻度)
まず、図10に示すように、撮像画像をグレイスケール(Grayscale)に変換し、グレイスケール画像を2値化し、対象を特定し、対象を抽出する。
図16に本検査システムにおけるメイン処理部のプログラムを示す。カメラ映像、またはカメラ画像ファイルを入力情報とし、機械学習にて異常個所を発見し、該当箇所を、例えば赤枠で囲った画像を出力する検査補助システムである。
・評価条件
学習回数10000 誤差0.001
50枚を学習し、50枚を含む100枚を評価
・画像例
良品画像を図19(a)~(c)に不良品画像を図19(d)~(f)にそれぞれ示す。
・評価結果
図20~図25に示す。
・評価条件
学習回数10000 誤差0.001
50枚を学習し、50枚を含む100枚を評価
・画像例
良品画像を図26(a)~(c)に不良品画像を図26(d)~(f)にそれぞれ示す。
・評価結果
図27~図32に示す。
・画像例
良品画像を図33(a)~(c)に不良品画像を図33(d)~(f)にそれぞれ示す。
・評価結果
(条件)
50枚を学習し、50枚を含む100枚を評価
(結果)
図34~図39に示す。
・画像例
良品画像を図40(a)~(c)に、不良品画像を図40(d)~(f)にそれぞれ示す。
・評価結果
(条件)
50枚を学習し、50枚を含む100枚を評価
(結果)
図41~図46に示す。
2 状態判定手段
3 検査用パソコン
4 メディアプレーヤー
11 壁面
12 マルチコプター
D 壁面の撮像画像データ
Claims (13)
- 船舶の壁面を撮像し、前記壁面の撮像画像データを利用して、前記壁面の状態を良否判定する船舶の壁面検査用高度知能化検査システムであって、
撮像による壁面の撮像画像データから、画像処理により、時間帯、季節、天候などの変化に基づく光量変動に対して不変な情報を作成する前処理手段と、
前記前処理手段に先立って、予め撮像して取得した複数の画像データから、画像処理により、それぞれ時間帯、季節、天候などの変化に基づく光量変動に対して不変な複数の基準データを記憶させ学習させる学習手段と、
前記前処理手段にて作成された前記不変な情報を、前記複数の基準データに基づいて、前記壁面の状態を良否判定する状態判定手段と、
を備えることを特徴とする船舶の壁面検査用高度知能化検査システム。 - 前記学習手段が、前記複数の基準データを、ニューラルネットワークを用いて学習させるものであり、
前記状態判定手段が、前記不変な情報を前記複数の基準データに基づいて、ニューラルネットワークを用いて良否判定する手段である、
請求項1に記載の船舶の壁面検査用高度知能化検査システム。 - 前記前処理手段は、前記撮像による濃淡ムラに基づく光量変動に対して濃淡正規化による前処理を実施するものであり、
前記不変な情報は、濃淡ムラに不変な情報である、
請求項1または2記載の船舶の壁面検査用高度知能化検査システム。 - 前記前処理手段は、前記壁面である判定対象の学習時と判定時の色合いに依存しない白黒濃淡情報として、前記不変な情報を作成するものである、
請求項1または2記載の船舶の壁面検査用高度知能化検査システム。 - 前記壁面の状態について良否判定のために予め記憶されている基準データは、前記壁面の形状及び性状の違いに応じて異なる複数種類が作成されており、
前記複数種類の基準データは、前記撮像する壁面に基づき、作業者の指示で使い分けられる、
請求項1乃至4のいずれか1項に記載の船舶の壁面検査用高度知能化検査システム。 - 前記船舶の壁面の撮像は、カメラを搭載したマルチコプターを送信機にて操縦して飛行させて行うものであり、
前記前処理手段は、前記マルチコプターによる前記壁面の空撮時における上下左右などの傾き変動に対し、撮像画像から前記傾き変動に不変な情報を作成するものである、
請求項1乃至5のいずれか1項に記載の船舶の壁面検査用高度知能化検査システム。 - 前記状態判定手段は、前記マルチコプターによる空撮の際、前記マルチコプターの送信機からの撮像画像データ信号を受け、作業者の判断で、その場で良否判定するオンライン検査モードを有する、
請求項6記載の船舶の壁面検査用高度知能化検査システム。 - 前記マルチコプターは、空撮の際、撮像した壁面画像を保存するモバイルメモリを備え、
前記状態判定手段は、空撮完了後、前記モバイルメモリに保存した壁面画像を検査用パソコンに取り込み、良否判定するオフライン検査モードを有する、
請求項6又は7記載の船舶の壁面検査用高度知能化検査システム。 - 前記船舶の壁面の撮像は、カメラを用いて作業者が行い、撮像した壁面画像はモバイルメモリに保存されるものであり、
前記状態判定手段は、撮像完了後、前記モバイルメモリに保存した壁面画像を検査用パソコンに取り込み、良否判定するオフライン検査モードを有する、
請求項1乃至5のいずれか1項に機作の船舶の壁面検査用高度知能化検査システム。 - 前記状態判定手段は、前記撮像画像データを上下左右に複数に分割し、この分割された個々の画像を判定の単位画像として良否判定を行うものである、
請求項1乃至9のいずれか1項に記載の船舶の壁面検査用高度知能化検査システム。 - 前記状態判定手段は、良否判断を行う場合、前記壁面の状態を、良品、不良品についての複数の状態に分類可能である、
請求項1乃至10のいずれか1項に記載の船舶の壁面検査用高度知能化検査システム。 - 前記状態判定手段は、前記撮像画像データを、前記検査用パソコンにてメディア再生ソフトウエアで再生する場合、不良品であると判定された前記単位画像を、前記撮像画像に部分的に明示する機能を有する、
請求項1乃至11のいずれか1項に記載の船舶の壁面検査用高度知能化検査システム。 - 前記状態判定手段は、前記撮像画像データを、前記検査用パソコンにてメディア再生ソフトウエアで再生する場合、不良品であると判定された判定の単位の画像が前記撮像画像に部分的に明示されるまでスキップさせる機能を有する、
請求項12記載の船舶の壁面検査用高度知能化検査システム。
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