JP2022146142A - 結線作業支援装置 - Google Patents

Abstract

【課題】複数本の配線を結線する場合に誤った結線のままで作業の完了報告がなされないようにする。【解決手段】結線作業支援装置は、取得したカラー画像を利用して、配線の相対位置を推定した後、記憶部に記憶された情報に基づいて推定結果が正しいか否かを判定する。推定された配線の相対位置と、記憶部に記憶された情報に基づく相対位置とが一致していると判定された場合には、作業報告書用写真の撮像を許可する一方、一致していないと判定された場合には、作業報告書用写真の撮像を禁止する。【選択図】図５

Description

本発明は、高圧変成器やチェックターミナル、電力量計等への結線作業を支援する結線作業支援装置に関する。

送電線等を経て送電された電力は、高圧変成器に入力されて電力需要家へ供給される。電力需要家の電力使用量は、電力量計によって計測されるようになっており、この電力量計は、チェックターミナルを介して高圧変成器の二次側端子に接続されている。

高圧変成器を新設する場合や電力量計を取り替える場合には、高圧変成器の二次側端子とチェックターミナルとの間の結線作業、チェックターミナルと電力量計との間の結線作業が必要になる。高圧変成器の二次側端子とチェックターミナルとの間の配線及びチェックターミナルと電力量計との間の配線は、それぞれ、複数本あるので、作業者が誤って結線しないように、全ての配線が互いに異なる色に着色されているのが一般的である。

例えば特許文献１には、結線作業支援装置として、解線前と結線後の配線をそれぞれ撮像し、解線前の映像信号から配線の色順と、結線後の影像信号から配線の色順を生成し、解線前の色順と結線後の色順とで異なる箇所を判定し、その判定結果を作業者に提供するように構成されたものが開示されている。

また、特許文献２には、作業者の視線を追跡し、作業者の目視範囲にある画像から色情報を抽出し、予め記憶されている配線情報に基づいて作業情報枠を表示し、作業情報枠によって作業者が配線の確認が行えるように構成された結線作業支援装置が開示されている。このシステムでは、配線の照合結果が作業者に案内されるようになっている。

特開２０１７－１７５７３８号公報 特開２０１５－６１３３９号公報

ところで、特許文献１の結線作業支援装置では、解線前の配線の色順と、結線後の配線の色順とが異なっていればその判定結果が作業者に提供されるようになっているが、作業者が判定結果を見落とすといった極めて初歩的なケアレスミスをしないとも限らない。そうした場合にはせっかくの判定結果を活かすことができず、誤った結線のまま作業を終えるおそれがある。

また、特許文献２の結線作業支援装置では、作業者が見た配線がどこに結線されるべきか作業情報枠で表示されるようになっているが、その作業情報枠は画面に表示されるものであることから、作業者の実視野との間でずれが生じるのは避けられない。このずれによって誤った結線をしてしまうおそれがある。また、特許文献２のものでは、配線の照合結果が作業者に案内されるようになっているが、やはり、作業者が初歩的なケアレスミスをして、誤った結線であるという照合結果を見誤り、正しく結線されたものと認識してしまった場合には、照合結果を活かすことができず、誤った結線のまま作業を終えるおそれがある。

ここで、結線作業後には、結線状態をカメラで撮像して作業が完了した証拠写真として作業報告書に添付する場合がある。結線状態をカメラで撮像する際には、作業者が誤った結線の有無を再度確認するのであるが、ここでも初歩的なケアレスミスをして、誤った結線であるのに正しく結線されているものと思い込み、そのまま撮像して作業報告書に添付してしまうことが考えられる。

上述したような作業者の初歩的なケアレスミスや思い込みによる誤った認識は、作業者自身の注意やチェックリストの記入等に頼った方法では予防効果が高いとは言えず、システム上で予防する手段が望まれていた。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、複数本の配線を結線する場合に誤った結線のままで作業の完了報告がなされないようにすることにある。

上記目的を達成するために、本開示に係る第１の側面では、互いに異なる色に着色された複数本の配線を結線対象物に結線する作業を支援する結線作業支援装置を前提とすることができる。結線作業支援装置は、前記複数本の配線のカラー画像の取得と、前記複数本の配線の全てを単一の視野に収めた作業報告書用写真の取得とを実行可能な撮像部と、正規の並び位置にある前記複数本の配線の相対位置に関する情報が予め記憶された記憶部と、前記撮像部で取得されたカラー画像を利用して、前記配線の相対位置を推定する位置推定部と、前記位置推定部で推定された前記配線の相対位置と、前記記憶部に記憶された情報に基づく前記相対位置とが一致しているか否かを判定する判定部と、撮像制御部とを備えている。

前記撮像制御部は、前記判定部により、前記位置推定部で推定された前記配線の相対位置と、前記記憶部に記憶された情報に基づく前記相対位置とが一致していると判定された場合には、前記撮像部による前記作業報告書用写真の撮像を許可する。一方、前記撮像制御部は、前記判定部により、前記位置推定部で推定された前記配線の相対位置と、前記記憶部に記憶された情報に基づく前記相対位置とが一致していないと判定された場合には、前記撮像部による前記作業報告書用写真の撮像を禁止するように構成されている。

この構成によれば、互いに異なる色に着色された複数本の配線を、例えば高圧変成器やチェックターミナル、電力量計等の結線対象物に結線した後、撮像部が複数本の配線のカラー画像を取得すると、位置推定部は、カラー画像を利用して配線の相対位置を推定する。判定部は、推定された配線の相対位置と、記憶部に記憶された情報に基づく配線の相対位置とが一致しているか否かを判定する。その結果、両者が一致していれば、結線後の配線が正規の並び位置にあるということであり、この場合には作業報告書用写真の撮像を許可するので、複数本の配線の全てを単一の視野に収めた作業報告書用写真が撮像部によって撮像される。一方、推定された配線の相対位置と、記憶部に記憶された情報に基づく配線の相対位置とが一致していない場合には、結線後の配線が正規の並び位置ではないということであり、この場合には作業報告書用写真の撮像が禁止されるので、作業報告書用写真を撮像できない。つまり、結線後の配線が正規の並び位置にあるときにのみシャッターを切ることが可能なので、誤った結線状態が作業報告書用写真とされてしまうのを防止することができる。作業報告書用写真を撮像できないと作業を終了することができないので、作業者は結線状態を再び確認する必要が生じ、この時に正しい結線に修正することができる。尚、再度誤って結線したとしても、作業報告書用写真を撮像できないので、誤った結線であることを作業者に気付かせることができる。

本開示の第２の側面では、前記位置推定部は、前記撮像部で取得されたカラー画像に、前記配線の色を抽出するマスク処理を実行することによって検出した検出領域に前記配線が位置すると推定するように構成されている。

この構成によれば、撮像部で取得されたカラー画像に基づいて、配線が存在する領域を高い確度で推定することができる。

本開示の第３の側面では、前記記憶部には、前記配線の形状に対応した形状を有する形状テンプレートが記憶されており、前記位置推定部は、前記記憶部に記憶されている形状テンプレートと前記検出領域の形状との形状類似度を求め、求めた形状類似度が所定以上の場合に、前記検出領域に前記配線が位置すると推定するように構成されている。

すなわち、配線の形状は予め決まっているので、その形状に対応した形状テンプレートを用意しておくことで、形状テンプレートと検出領域の形状との形状類似度を求めることができる。形状類似度が所定以上であると、検出領域に配線が位置している可能性が高まるので、配線の位置を精度よく推定することができる。

本開示の第４の側面では、前記位置推定部が、前記記憶部に記憶されている情報に基づいて前記配線の本数を特定し、特定した本数と同じ数の前記配線を推定できたか否かを判定し、同じ数の前記配線を推定できなかった場合には、欠落した配線の位置を推定するように構成されている。

例えば、黒色の配線を撮像した時、背景色が黒であると当該配線を検出することが困難になり、実際には存在している配線が欠落したもの推定されるおそれがある。配線が欠落したものと推定された場合には、記憶部に記憶されている情報に基づいて特定した正規の配線の本数よりも少ない数の配線が推定されることになる。この場合は、欠落した配線の位置を推定することで、実際に存在している配線の数と同じ数の配線を位置推定部で推定できる。

本開示の第５の側面では、前記位置推定部が、複数の配線の位置が推定された場合、最小二乗法によって配線の位置を示す近似曲線を導出し、決定係数が所定のしきい値以上であるか否かを判定し、決定係数が所定のしきい値以上であると判定されたときには、前記近似曲線に基づいて前記欠落した配線の位置を推定するように構成されている。

この構成によれば、複数の配線の位置が推定されると、最小二乗法によって配線の位置を示す近似曲線を導出することができる。決定係数が所定のしきい値以上である場合には、推定された配線の並びが正しいということであり、この場合には、近似曲線に基づいて欠落した配線の位置を推定することができる。上記所定のしきい値は、１に近い値であり、例えば、０．９９４以上、または０．９９６以上とすることができる。

本開示の第６の側面では、前記位置推定部が、前記撮像部で取得されたカラー画像の一部の領域のみ利用して、前記配線の相対位置を推定するように構成されている。

この構成によれば、配線の相対位置を推定する際の処理速度を向上させることができる。

本開示の第７の側面では、前記撮像部の撮像視野を照明する照明部を備えているので、複数の配線の色を正確に取得することができる。これにより、配線の位置の推定精度を高めることができる。

以上説明したように、複数本の配線を結線する場合に、結線後の配線が正規の並び位置にあるときにのみ作業報告書用写真の撮像が可能になるので、誤った結線のままで作業の完了報告がなされないようにすることができる。

本発明の実施形態に係る結線作業支援装置の斜視図である。 上記結線作業支援装置のブロック図である。 高圧変成器、チェックターミナル及び電力量計の結線図である。 結線作業支援装置に表示されるユーザーインターフェース画面の一例を示す図である。 結線作業支援の処理手順を示すフローチャートである。 結線作業支援中に表示されるユーザーインターフェース画面の一例を示す図である。 マスク処理の手順を説明する図である。 マスク処理で使用されるしきい値の例を示す一覧表である。 形状類似度の判定処理を説明する図である。 形状類似度が所定以上の領域を特定した場合を示す図である。 欠落した配線の位置を推定した場合を示す図である。 ７本の配線を左から撮像した場合の部分画像を示す図である。 ７本の配線を右から撮像した場合の部分画像を示す図である。 正面、左、右からそれぞれ撮像した場合に導出した近似曲線を示すグラフである。 配線色の相対評価時に適用されるしきい値の例を示す一覧表である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。

図１は、本発明の実施形態に係る結線作業支援装置１の斜視図であり、図２は、結線作業支援装置１のブロック図である。結線作業支援装置１は、互いに異なる色に着色された複数本の配線２０１～２０７、３０１～３０７（図３に示す）を、結線対象物である高圧変成器１００、電力量計１１０、チェックターミナル１２０等に結線する作業を支援するための装置である。この実施形態の説明では、結線作業支援装置１の構造について説明する前に、電力系統の結線について説明する。

（高圧変成器、チェックターミナル及び電力量計の結線）
図３に示すように、電源側と負荷側との間には、高圧変成器１００が設けられている。この高圧変成器１００には、電力量計１１０がチェックターミナル１２０を介して接続されている。高圧変成器１００には、チェックターミナル１２０との電気的な接続を行うための第１～第７接続端子１０１～１０７が直線状に並ぶように設けられている。チェックターミナル１２０には、第１～第７変成器側接続端子１２１～１２７が直線状に並ぶように設けられるとともに、第１～第７計器側接続端子１３１～１３７が直線状に並ぶように設けられている。また、電力量計１１０には、第１～第７接続端子１１１～１１７が直線状に並ぶように設けられている。接続端子の数は、上述した数に限れるものではなく、６つ以下であってもよいし、８つ以上であってもよい。接続端子の数に応じて配線の数を変えることになる。

この実施形態では、高圧変成器１００の第１～第７接続端子１０１～１０７及び電力量計１１０の第１～第７接続端子１１１～１１７が水平方向に並んでいるが、これに限られるものではなく、上下方向に並んでいてもよい。また、チェックターミナル１２０の第１～第７変成器側接続端子１２１～１２７と、第１～第７計器側接続端子１３１～１３７とが上下方向に並んでいるが、これに限られるものではなく、水平方向に並んでいてもよい。

高圧変成器１００の第１～第７接続端子１０１～１０７と、チェックターミナル１２０の第１～第７変成器側接続端子１２１～１２７とは、それぞれ、第１～第７変成器側配線２０１～２０７により接続されている。すなわち、第１接続端子１０１と第１変成器側接続端子１２１とが第１変成器側配線２０１によって接続され、また、第２接続端子１０２と第２変成器側接続端子１２２とが第２変成器側配線２０２によって接続され、また、第３接続端子１０３と第３変成器側接続端子１２３とが第３変成器側配線２０３によって接続され、また、第４接続端子１０４と第４変成器側接続端子１２４とが第４変成器側配線２０４によって接続され、また、第５接続端子１０５と第５変成器側接続端子１２５とが第５変成器側配線２０５によって接続され、また、第６接続端子１０６と第６変成器側接続端子１２６とが第６変成器側配線２０６によって接続され、さらに、第７接続端子１０７と第７変成器側接続端子１２７とが第７変成器側配線２０７によって接続されている。

チェックターミナル１２０の第１～第７計器側接続端子１３１～１３７と、電力量計１１０の第１～第７接続端子１１１～１１７とは、それぞれ、第１～第７計器側配線３０１～３０７により接続されている。すなわち、第１計器側接続端子１３１と第１接続端子１１１とが第１計器側配線３０１によって接続され、また、第２計器側接続端子１３２と第２接続端子１１２とが第２計器側配線３０２によって接続され、また、第３計器側接続端子１３３と第３接続端子１１１とが第３計器側配線３０３によって接続され、また、第４計器側接続端子１３４と第４接続端子１１４とが第４計器側配線３０４によって接続され、また、第５計器側接続端子１３５と第５接続端子１１５とが第５計器側配線３０５によって接続され、また、第６計器側接続端子１３６と第６接続端子１１６とが第６計器側配線３０６によって接続され、さらに、第７計器側接続端子１３７と第７接続端子１１７とが第７計器側配線３０７によって接続されている。配線２０１～２０７及び配線３０１～３０７の太さは略同じである。

高圧変成器１００の第１～第７接続端子１０１～１０７、電力量計１１０の第１～第７接続端子１１１～１１７、チェックターミナル１２０の第１～第７変成器側接続端子１２１～１２７及び第１～第７計器側接続端子１３１～１３７は、導体で構成されており、例えばネジによって配線２０１～２０７、３０１～３０７を締結することによって電気的に接続可能になっている。各接続端子１０１～１０７、１１１～１１７、１２１～１２７及び１３１～１３７は、ネジによる接続（結線）でなくてもよく、クリップやコネクタ等によって接続可能な構造であってもよい。

この実施形態では、第１変成器側配線２０１と第１計器側配線３０１とが黒色に着色されている。また、第２変成器側配線２０２と第２計器側配線３０２とが赤色に着色されている。また、第３変成器側配線２０３と第３計器側配線３０３とが青色に着色されている。また、第４変成器側配線２０４と第４計器側配線３０４とが茶色に着色されている。また、第５変成器側配線２０５と第５計器側配線３０５とが黄色に着色されている。また、第６変成器側配線２０６と第６計器側配線３０６とが白色に着色されている。また、第７変成器側配線２０７と第７計器側配線３０７とが緑色に着色されている。尚、配線２０１～２０７、３０１～３０７の色は、上述した色に限られるものではなく、任意の色に着色されていればよい。配線２０１～２０７、３０１～３０７の色は、導線を被覆する被覆材の色である。

（結線作業支援装置の構成）
図１に示すように、結線作業支援装置１は、作業者（ユーザ）が携帯可能な携帯型端末で構成されており、例えばスマートフォン型、タブレット端末型とすることができる。図２にも示すように、結線作業支援装置１は、本発明の撮像部の一例であるカメラ２と、照明部３と、表示部４と、操作部５と、制御ユニット６と、記憶部７とを備えている。記憶部７は、例えばソリッドステートドライブ等で構成することができるが、これに限られるものではない。結線作業支援装置１は、充電池等の電力供給部が内蔵された構造であってもよいし、外部からの電力が供給可能に構成されていてもよい。

図２に示すように、カメラ２は、複数枚のレンズを含む光学系２ａと、光学系２ａから出射した光を受光する受光センサ２ｂとを備えている。光学系２ａは、例えば周知のオートフォーカス機構を備えたものであってもよい。光学系２ａの画角は、上記第１～第７接続端子１０１～１０７と、当該第１～第７接続端子１０１～１０７に接続された７本全ての配線２０１～２０７の端部とを単一の視野に収めて一度に撮像できるように設定されている。この画像は、結線作業後に作成して業務依頼者へ提出する作業報告書に添付する作業報告書用写真となる画像である。撮像時の被写体と受光センサ２ｂの距離としては、例えば数十ｃｍ程度に設定することができる。

同様に、カメラ２は、第１～第７変成器側接続端子１２１～１２７と、当該第１～第７変成器側接続端子１２１～１２７に接続された７本全ての配線２０１～２０７の端部とを単一の視野に収めて一度に撮像できる。また、第１～第７計器側接続端子１３１～１３７と、当該第１～第７計器側接続端子１３１～１３７に接続された７本全ての配線３０１～３０７の端部とを単一の視野に収めて一度に撮像できる。また、第１～第７接続端子１１１～１１７と、当該第１～第７接続端子１１１～１１７に接続された７本全ての配線３０１～３０７の端部とを単一の視野に収めて一度に撮像できる。これら画像も作業報告書用写真となる画像である。

受光センサ２ｂは、互いに異なる色に着色された複数本の配線のカラー画像の取得が可能なＣＣＤ(charge-coupled device)やＣＭＯＳ（complementary metal oxide semiconductor）等の受光素子からなるイメージセンサである。この受光センサ２ｂには、多数の受光素子が横及び縦（Ｘ方向及びＹ方向）に並ぶように設けられている。光学系２ａを通して得られた画像は、受光センサ２ｂで電気信号に変換されて制御ユニット６に入力されるようになっている。

照明部３は、例えば自然光に近い波長の光を照射する発光ダイオード等で構成されている。照明部３から照射された光がカメラ２の撮像視野に照射されるように、照明部３の光軸の向きや照射角等が設定されている。

表示部４は、例えば有機ＥＬディスプレイパネルや液晶ディスプレイパネル等からなるものであり、カラー画像の表示が可能に構成されている。操作部５は、例えば感圧式のタッチ操作パネル等で構成されており、表示部４を構成している表示パネルと重なった状態で配設されている。操作部５は、図示しないが結線作業支援装置１の電源をＯＮ、ＯＦＦするための電源ボタンと、カメラ２の立ち上げボタン（カメラ起動ボタン）と、カメラ２に撮像させるためのシャッターボタンとを含んでいる。カメラ起動ボタンやシャッターボタンは、物理的なボタンであってもよいし、表示部４にボタン状の画像を表示し、その画像をタッチしたことを検出するように構成されたものであってもよく、後者の場合はタッチ操作パネルでカメラ起動ボタンやシャッターボタンの操作を検出できる。この構成は、従来のスマートフォンの操作検出手段と同様である。

表示部４や操作部５は、従来のスマートフォンやタブレット型端末に搭載されているものを使用することができる。表示部４や操作部５の面積は、特に限定されるものではなく、作業者が見やすく、かつ、携帯が容易な大きさであればよい。

制御ユニット６は、例えば中央演算処理装置（ＣＰＵ）、ＲＯＭ、ＲＡＭ等で構成されており、図２に示すように、撮像制御部６１、照明制御部６２、位置推定部６３及び判定部６４を備えている。例えばＲＯＭ等に予め記憶されているプログラムに従って中央演算処理装置を動作させることにより、撮像制御部６１、照明制御部６２、位置推定部６３及び判定部６４を構成することができる。撮像制御部６１、照明制御部６２、位置推定部６３及び判定部６４は、ハードウエアのみで構成されていてもよいし、ハードウエアとソフトウエアとの組み合わせによって構成されていてもよい。

制御ユニット６は、図４に示すようなユーザーインターフェース画面４００を生成して表示部４に表示させる。ユーザーインターフェース画面４００には、画像表示領域４０１と、メッセージ表示領域４０２と、照明ボタン４０３と、チェックボックス４０４ａ～４０４ｃとが設けられている。

画像表示領域４０１には、カメラ２で撮像されたカラー画像が表示される。すなわち、カメラ２が起動して撮像を開始すると、当該カメラ２で撮像されている画像が画像表示領域４０１に表示される。このとき、画像表示領域４０１に表示されている画像は、所定のフレームレートで更新されており、いわゆるライブビュー画像となっている。この状態で作業者がシャッターボタンを操作すると、当該シャッターボタンが押されたことを撮像制御部６１が検出し、当該シャッターボタンが押された時にカメラ２で取得されたカラー画像を撮像制御部６１が一時的に記憶する。撮像制御部６１は、シャッターボタンが押された時にカメラ２で取得されたカラー画像を画像表示領域４０１に静止画として表示させる。また、シャッターボタンが押された時にカメラ２で取得されたカラー画像は、記憶部７に記憶させることもできる。

ユーザーインターフェース画面４００にある照明ボタン４０３は、照明部３のＯＮとＯＦＦとを切り替えるためのボタンである。照明ボタン４０３の操作は、タッチ操作パネルによって検出することができる。照明制御部６２は、照明ボタン４０３が操作されたことを検出すると、照明部３を点灯させる。照明部３が点灯状態にあるときに照明ボタン４０３が操作されたことを照明制御部６２が検出すると、照明部３を消灯させる。つまり、照明部３は作業者が必要に応じて点灯させることができる。尚、照明部３は、画像が暗い場合に自動的に点灯させるようにしてもよい。

ユーザーインターフェース画面４００にあるチェックボックス４０４ａ～４０４ｃは、結線作業対象を選択するための選択手段の一例であり、「チェックターミナル」のチェックボックス４０４ａは、チェックターミナル１２０の第１～第７変成器側接続端子１２１～１２７、または第１～第７計器側接続端子１３１～１３７への接線作業を行う際にチェックするためのものである。「変成器」のチェックボックス４０４ｂは、高圧変成器１００の第１～第７接続端子１０１～１０７への接線作業を行う際にチェックするためのものである。「高圧計器」のチェックボックス４０４ｃは、電力量計（高圧計器）１１０の第１～第７接続端子１１１～１１７への接線作業を行う際にチェックするためのものである。図４に示す例では、「高圧計器」のチェックボックス４０４ｃにチェックがなされている状態を示している。

ユーザーインターフェース画面４００にあるメッセージ表示領域４０２には、カメラ２による撮像対象を作業者へ知らせるためのメッセージが表示されるようになっている。「高圧計器」のチェックボックス４０４ｃにチェックがなされると、メッセージ表示領域４０２には「高圧計器の写真を撮って下さい」と表示されるので、作業者は電力量計１１０の第１～第７接続端子１１１～１１７及び配線３０１～３０７の端部を間違うことなく、撮影することができる。同様に、「チェックターミナル」のチェックボックス４０４ａにチェックがなされると、メッセージ表示領域４０２には「チェックターミナルの写真を撮って下さい」と表示され、また、「変成器」のチェックボックス４０４ｂにチェックがなされると、メッセージ表示領域４０２には「変成器の写真を撮って下さい」と表示される。

図２に示す記憶部７には、正規の並び位置にある複数本の配線の相対位置に関する情報が予め記憶されている。この情報には、例えば配線の色順や配線の本数が含まれている。例えば、図３に示すように、高圧変成器１００の第１～第７接続端子１０１～１０７には、左から右へ順に、黒色、赤色、青色、茶色、黄色、白色、緑色の配線１０１～１０７が接続されるようになっており、この色の並びが配線の正規の並び位置を示す情報である。また、電力量計１１０の第１～第７接続端子１１１～１１７にも同じ色の並びで配線３０１～３０７が接続されるようになっており、この並びが正規の並び位置である。

チェックターミナル１２０の第１～第７変成器側接続端子１２１～１２７及び第１～第７計器側接続端子１３１～１３７には、上から下へ順に、黒色、赤色、青色、茶色、黄色、白色、緑色の配線１０１～１０７が接続されるようになっており、この並びが正規の並び位置である。このように、第１～第７接続端子１０１～１０７、第１～第７接続端子１１１～１１７、第１～第７変成器側接続端子１２１～１２７及び第１～第７計器側接続端子１３１～１３７ごとに区別された状態で、上記正規の並び位置及び本数に関する情報が記憶部７に記憶されている。

詳細は後述するが、位置推定部６３は、カメラ２で取得されたカラー画像を利用して、配線の相対位置を推定する部分である。また、判定部６４は、位置推定部６３で推定された配線の相対位置と、記憶部７に記憶された情報に基づく配線の相対位置とが一致しているか否かを判定する部分である。撮像制御部６１は、判定部６４の判定結果に応じて作業報告書用写真の撮像を許可する場合と、作業報告書用写真の撮像を禁止する場合とがある。

以下、図５に示すフローチャートに基づいて、位置推定部６３、判定部６４及び撮像制御部６１等の具体的な動作を説明する。スタート後のステップＳ１では、図４に示すようなユーザーインターフェース画面４００を制御ユニット６が表示部４に表示させるとともに、カメラ２を立ち上げる。このステップＳ１は、作業者が結線作業支援装置１の電源をＯＮにするか、カメラ起動ボタンを操作することで実行されるステップである。本例では、「高圧計器」のチェックボックス４０４ｃにチェックがなされている場合について説明する。「高圧計器」のチェックボックス４０４ｃにチェックがなされていることを検出すると、制御ユニット６は、第１～第７接続端子１１１～１１７に接続される配線３０１～３０７の相対位置に関する情報を記憶部７から読み込む。

ステップＳ１において作業者は、チェックボックス４０４ａ～４０４ｃのうち、結線作業に応じた結線作業対象を選択する。ステップＳ１では、結線作業支援装置１の電源がＯＮにされるか、カメラ起動ボタンが操作されたことを撮像制御部６１が検出すると、カメラ２に撮像を継続的に開始させる。これにより、ユーザーインターフェース画面４００の画像表示領域４０１にはライブビューが表示されるので、作業者はそのライブビューを見ながら、図６に示すように、第１～第７接続端子１１１～１１７と配線３０１～３０７の端部及びその近傍とがカメラ２の視野に入るように結線作業支援装置１を移動させる。

ステップＳ１に続くステップＳ２では、制御ユニット６が、ユーザーインターフェース画面４００の画像表示領域４０１に、図６に示すような第１～第７枠５０１～５０７を表示させる。第１～第７枠５０１～５０７は、配線３０１～３０７の色及びその並びに対応しており、第１枠５０１は黒色の枠、第２枠５０２は赤色の枠、第３枠５０３は青色の枠、第４枠５０４は茶色の枠、第５枠５０５は黄色の枠、第６枠５０６は白色の枠、第７枠５０７は緑色の枠である。第１～第７枠５０１～５０７の大きさ及び間隔は、記憶部７に記憶されている配線３０１～３０７の相対位置に関する情報に基づいて設定することができ、ライブビューに重畳表示される。作業者は、第１～第７枠５０１～５０７が配線３０１～３０７の一部をそれぞれ囲むように結線作業支援装置１の位置決めを行う。

その後、図５に示すフローチャートのステップＳ３に進み、カメラ２が撮像を実行する。このステップＳ３は、作業者がシャッターボタンを操作することによって実行される。具体的には、撮像制御部６１は、シャッターボタンが押されたこと検出すると、その時にカメラ２で取得されたカラー画像を一時的に記憶するとともに、画像表示領域４０１に静止画として表示させる。このステップＳ３では、図６に破線で示す枠５１０で囲まれた領域のみを他の領域と区別可能に記憶しておく。この枠５１０は、第１～第７枠５０１～５０７を全て含む領域であるが、カメラ２で撮像された静止画よりも小さな領域（部分画像）である。ステップＳ４以降では、枠５１０で囲まれた領域のみ利用する。これにより、ステップＳ４以降の処理速度を向上させることができる。

ステップＳ４では、カメラ２で取得したカラー画像のＲＧＢをＨＳＶに変換する。すなわち、カメラ２で取得したカラー画像の各画素の色は、赤・緑・青の３つが組み合わされて表現されているが、後述するステップでは、色相・彩度・明度の３つの情報を利用する必要があることから、ステップＳ４においてカラー画像をＨＳＶに変換しておく。ＲＧＢからＨＳＶへの変換は、従来から周知のソフトウエア処理で実行することができる。

ステップＳ５では、位置推定部６３が、カメラ２で取得されたカラー画像に、配線の色を抽出するマスク処理を実行し、このマスク処理を実行することによって検出した検出領域に配線３０１～３０７が位置すると推定する。このマスク処理の目的は、各色の配線領域を検出するためであり、最終的な判定はここでは行わない。ここで検出された配線領域に実際の配線が位置する場合もあるし、推定が覆って実際の配線が位置しないと最終的に判断される場合もあり得る。

具体的には、図７に示すように、位置推定部６３が枠５１０で囲まれた領域を抽出する。その後、枠５１０で囲まれた領域に対して第１マスク処理を実行する。第１マスク処理は、黒色の配線３０１をカラー画像中から抽出するための処理であり、黒色領域を抽出するしきい値に基づいて実行する。しきい値の一例を図８に示す表の「黒」の行に記載している。このしきい値に基づいてマスク処理を実行すると、黒色領域を抽出することができる。ただし、黒色の領域は配線３０１だけでなく、その背景も含まれるため、図７に示す第１マスク処理では、配線３０１が背景と同化してしまい、両者の区別が行えない。よって、図７に示す第１マスク処理では、全ての配線３０１～３０７を破線で示している。

次に、図７に示す第２マスク処理を実行する。第２マスク処理は、赤色領域を抽出する処理であり、しきい値の一例を図８に示す表の「赤」の行に記載している。このしきい値に基づいてマスク処理を実行すると、赤色領域を抽出することができるので、図７に示す第２マスク処理では、赤色の配線３０２のみ実線で示し、他の配線３０１、３０３～３０７は破線で示している。

次に、図７に示す第３マスク処理を実行する。第３マスク処理は、青色領域を抽出する処理であり、しきい値の一例を図８に示す表の「青」の行に記載している。このしきい値に基づいてマスク処理を実行すると、青色領域を抽出することができるので、図７に示す第３マスク処理では、青色の配線３０３のみ実線で示し、他の配線３０１、３０２、３０４～３０７は破線で示している。

次に、図７に示す第４マスク処理を実行する。第４マスク処理は、茶色領域を抽出する処理であり、しきい値の一例を図８に示す表の「茶」の行に記載している。このしきい値に基づいてマスク処理を実行すると、茶色領域を抽出することができるので、図７に示す第４マスク処理では、茶色の配線３０４のみ実線で示し、他の配線３０１～３０３、３０５～３０７は破線で示している。

次に、図７に示す第５マスク処理を実行する。第５マスク処理は、黄色領域を抽出する処理であり、しきい値の一例を図８に示す表の「黄」の行に記載している。このしきい値に基づいてマスク処理を実行すると、黄色領域を抽出することができるので、図７に示す第５マスク処理では、黄色の配線３０５のみ実線で示し、他の配線３０１～３０４、３０６、３０７は破線で示している。

次に、図７に示す第６マスク処理を実行する。第６マスク処理は、白色領域を抽出する処理であり、しきい値の一例を図８に示す表の「白」の行に記載している。このしきい値に基づいてマスク処理を実行すると、白色領域を抽出することができるので、図７に示す第６マスク処理では、白色の配線３０６のみ実線で示し、他の配線３０１～３０５、３０７は破線で示している。

次に、図７に示す第７マスク処理を実行する。第７マスク処理は、緑色領域を抽出する処理であり、しきい値の一例を図８に示す表の「緑」の行に記載している。このしきい値に基づいてマスク処理を実行すると、緑色領域を抽出することができるので、図７に示す第７マスク処理では、緑色の配線３０７のみ実線で示し、他の配線３０１～３０６は破線で示している。

マスク処理で検出された各領域は、当該領域の位置座標や範囲、色情報と共に記憶部７に一時的に記憶しておく。マスク処理が終了すると、図５に示すフローチャートのステップＳ６に進む。ステップＳ６では、形状類似度判定を実行する。すなわち、記憶部７には、配線の形状に対応した形状を有する形状テンプレート５２０（図９に示す）が記憶されている。この形状テンプレート５２０は、枠５１０内に位置する配線３０１～３０７の一部の形状に類似した形状の白色部分５２０ａを有しており、他の部分は黒色である。配線３０１～３０７の太さは略同じなので、白色部分５２０ａは、配線３０１～３０７のどれかの形状に類似していればよい。つまり、同じ形状テンプレート５２０を使用して、各配線３０１～３０７との形状類似度を求めることができる。この場合、例えば従来から画像処理の手法として用いられている手法を採用することができ、テンプレートのマスクを画像に重ねて、マスク部分に背景画像を存在している場合にはフィルタを通過して白色とし、マスク部分に背景画像が存在していない場合にはフィルタを通過せず、黒色とする。

位置推定部６３は、記憶部７に記憶されている形状テンプレート５２０を読み込んだ後、形状テンプレート５２０と、ステップＳ５で検出した各検出領域の形状との形状類似度を求め、求めた形状類似度が所定以上の場合に、前記検出領域に配線が位置すると推定するように構成されている。具体的には、図９に示すように、例えば第２マスク処理で配線３０２、即ち赤色領域が検出されていた場合を例にして説明すると、形状テンプレート５２０を枠５１０内の部分画像の左端から右端まで１ｐｉｘ（画素）ずらしながら当該形状テンプレート５２０を適用し、形状テンプレート５２０と、当該形状テンプレート５２０の大きさと同等の部分画像との差が所定画素数以下となる位置を検出する。そして、形状テンプレート５２０と最も類似している位置と、その位置における形状類似度を特定する。上記所定画素数は、例えば４００ｐｉｘ、４５０ｐｉｘ等とすることができる。形状類似度は、例えば形状テンプレート５２０と部分画像との一致点と相違点とを抽出し、一致点が多いほど、また相違点が少ないほど、高くなる。形状類似度が所定以上となった領域は、配線３０２が存在する領域であると推定する。このようにして推定された領域を図１０に示すように枠６０２で囲んで他の領域と区別することができる（ステップＳ７）。

同様にして、第３～第７マスク処理で特定された領域についても、形状テンプレート５２０との形状類似度を求めると、図１０に示すように、特定された各領域を枠６０３～６０７で区別することができる（ステップＳ７）。尚、第１マスク処理では、上述したように黒色の配線３０１の領域を抽出しようとしたが、背景と同化していて抽出できなかったので、形状テンプレート５２０との形状類似度を求めることはできない。

その後、ステップＳ８に進み、欠落した配線（黒色の配線３０１）の位置推定処理を実行する。このステップＳ８では、位置推定部６３が、記憶部７に記憶されている情報（例えば配線の本数に関する情報）に基づいて配線の本数が７本であることを特定する。そして、位置推定部６３は、特定した本数と同じ数の配線を推定できたか否かを判定し、同じ数の配線を推定できなかった場合には、欠落した配線の位置を推定するように構成されている。尚、この時点で欠落した配線の数が２以上である場合には、異常である可能性が高いので、エラー表示を行い、以下のステップは省略する。

例えば、上記ステップＳ７では、形状類似度が所定以上の領域（配線３０２～３０７に対応する領域）を枠６０２～６０７で特定しているが、黒色の配線３０１については特定できていない。つまり、６本の配線３０２～３０７しか特定できていない。特定できていない黒色の配線３０１が欠落した配線であり、ステップＳ８では黒色の配線３０１の位置を推定する。例えば図１１に示すように、枠６０２～６０７の中心部を通る直線Ｌを引いた時に、その直線Ｌの延長線上に枠６０１を設定することで、当該枠６０１内に黒色の配線３０１が位置していると推定することができる。このとき、配線３０１～３０７の並びは等間隔であること、配線３０１～３０７の色の順番が上述したとおりであることは、記憶部７に記憶されている情報に基づいて取得することができるので、直線Ｌの延長線のどちらの方向に枠６０１を設定するべきかを位置推定部６３によって判断することができる。

位置推定部６３は、７本の配線３０１～３０７中、６本の配線が検出された場合には、最小二乗法によって配線の位置を示す近似曲線を導出し、決定係数が所定のしきい値以上であるか否かを判定する。そして、位置推定部６３は、決定係数が所定のしきい値以上であると判定されたときには、前記近似曲線に基づいて欠落した配線の位置を推定するように構成されている。

以下、この推定手順について具体的に説明する。図１０に示す枠５１０内の画像は、配線３０１～３０７を真正面から撮像した場合であり、真正面から撮像すれば、配線３０１～３０７は等間隔で撮像される。一方、図１２Ａに示す枠５１０内の画像は、配線３０１～３０７を左から撮像した場合であり、左から撮像すれば、配線３０１、３０２の間隔が最も広く、配線３０６、３０７の間隔が最も狭く撮像される。また、図１２Ｂに示す枠５１０内の画像は、配線３０１～３０７を右から撮像した場合であり、右から撮像すれば、配線３０１、３０２の間隔が最も狭く、配線３０６、３０７の間隔が最も広く撮像される。

図１３に示すように、真正面から撮像した場合、近似曲線は直線に近い形状になるので、図１１に示す直線Ｌの延長線上のどこに黒色の配線３０１が存在するか推定できる。また、図１３に示すように、左から撮像した場合には近似曲線は破線で示す線になり、右から撮像した場合には近似曲線が一点鎖線で示す線になるので、これら近似曲線に基づいて、どこに黒色の配線３０１が存在するか推定できる。

決定係数Ｒは、以下の式で求めることができる。

ここで、Ｎは、配線の番号（黒=１、赤=３、… 緑=７）とする。また、ｘ_ｎは、推定できた配線のｘ座標とする。また、ｆ（Ｎ）は、近似式による各配線の推定位置である。

決定係数Ｒが１に近ければ近いほど、６本の配線３０２～３０７の並びが正しいということである。決定係数Ｒが所定のしきい値以上である場合には、６本の配線３０２～３０７が正しく並んでいる可能性が高いということであり、この場合には、上記近似曲線に基づいて欠落した配線の位置を推定する。上記所定のしきい値は、上述したように１に近い値であり、例えば、０．９９４以上、または０．９９６以上とすることができる。決定係数Ｒが所定のしきい値未満である場合には、何らかの異常である可能性が高いので、エラー表示して以下のステップは省略する。

以上のようにして欠落した配線３０１を推定した後、ステップＳ９に進む。ステップＳ９では、配線色の相対評価処理を実行する。配線色の相対評価処理では、図１４に示すしきい値を適用する。すなわち、枠６０１～６０７内において配線であると特定された領域の色を評価対象として、７つの色の中で明度が最小の色を黒色とする。また、色相が「１１０」である色を青色とし、色相が「７５」である色を緑色とする。赤色、茶色、黄色、白色についても図１４に示すしきい値を適用して評価する。これにより、枠６０１～６０７内の配線３０１～３０７の色が特定されるとともに、その色の並びも特定される。配線色の相対評価処理を実行することで、退色した配線であっても色を特定することが可能になるとともに、照明環境が変化しても配線の色を特定することができる。そして、配線３０１～３０７の色とその並びに関する情報、即ち、配線３０１～３０７の相対位置に関する情報は、判定部６４に入力される。尚、図１４に示す数値は一例であり、必要に応じて変更してもよい。

その後、ステップＳ１０に進み、判定部６４が、上述のようにして得られた配線３０１～３０７の相対位置（推定によって特定された相対位置）と、記憶部７に記憶された情報に基づく配線３０１～３０７の相対位置とが一致しているか否かを判定する。判定の結果、推定によって特定された相対位置と、予め記憶されている相対位置とが一致している場合には、ステップＳ１１に進む。ステップＳ１１では、撮像制御部６１が、カメラ２による作業報告書用写真の撮像を許可する。これにより、作業者はシャッターボタンを操作すると、ステップＳ１２で撮像制御部６１がカメラ２に撮像処理を実行させるので、作業報告書用写真を取得することができる。作業報告書用写真は、例えば記憶部７等に記憶され、作業報告書の作成時に読み込んで利用することができる。

一方、ステップＳ１０で推定によって特定された相対位置と、予め記憶されている相対位置とが一致していないと判定された場合には、結線が誤っているということであり、この場合にはステップＳ１３に進む。ステップＳ１３では、撮像制御部６１が、カメラ２による作業報告書用写真の撮像を禁止するので、作業者がシャッターボタンを操作してもカメラ２による撮像処理は実行されない。撮像を禁止した後、結線順序が正常であると判断できない理由を作業者にメッセージを報知してもよい。作業者への報知の形態としては、例えば表示部４にメッセージを表示する形態であってもよいし、音声を発する形態であってもよい。他の配線２０１～２０７、接続端子１０１～１０７、１１１～１１７、１２１～１２７、１３１～１３７についても同様に判定することができる。

図６に符号７００で示す直線は、正誤表示線である。ステップＳ１０で一致していると判定された場合には、正誤表示線７００の色を緑色にして画像に重畳表示させる一方、ステップＳ１０で一致していないと判定された場合には、正誤表示線７００の色を赤色にして画像に重畳表示させる。上記緑色正誤表示線７００は、結線が正しく行われていることを表示する形態の一例であり、他の色であってもよいし、文字や記号によって結線が正しく行われていることを表示してもよい。上記赤色の正誤表示線７００は、結線が正しくないことを表示する形態の一例であり、他の色であってもよいし、文字や記号によって結線が正しくないことを表示してもよい。正誤表示線７００は必要に応じて表示させればよく、表示を省略してもよい。

（実施形態の作用効果）
以上説明したように、本実施形態によれば、結線後の配線が正規の並び位置にあるときにのみカメラ２のシャッターを切ることが可能なので、誤った結線状態が作業報告書用写真とされてしまうのを防止することができる。作業報告書用写真を撮像できないと作業を終了することができないので、作業者は結線状態を再び確認する必要が生じ、この時に正しい結線に修正することができる。尚、再度誤って結線したとしても、作業報告書用写真を撮像できないので、誤った結線であることを作業者に気付かせることができる。

上述の実施形態はあらゆる点で単なる例示に過ぎず、限定的に解釈してはならない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。

以上説明したように、本発明に係る結線作業支援装置は、例えば高圧変成器やチェックターミナル、電力量計等への結線作業を行う場合に利用することができる。

１ 結線作業支援装置
２ カメラ（撮像部）
３ 照明部
４ 表示部
５ 操作部
６ 制御ユニット
７ 記憶部
６１ 撮像制御部
６２ 照明制御部
６３ 位置推定部
６４ 判定部

Claims (7)

1. 互いに異なる色に着色された複数本の配線を結線対象物に結線する作業を支援する結線作業支援装置において、
   前記複数本の配線のカラー画像の取得と、前記複数本の配線の全てを単一の視野に収めた作業報告書用写真の取得とを実行可能な撮像部と、
   正規の並び位置にある前記複数本の配線の相対位置に関する情報が予め記憶された記憶部と、
   前記撮像部で取得されたカラー画像を利用して、前記配線の相対位置を推定する位置推定部と、
   前記位置推定部で推定された前記配線の相対位置と、前記記憶部に記憶された情報に基づく前記相対位置とが一致しているか否かを判定する判定部と、
   前記判定部により、前記位置推定部で推定された前記配線の相対位置と、前記記憶部に記憶された情報に基づく前記相対位置とが一致していると判定された場合には、前記撮像部による前記作業報告書用写真の撮像を許可する一方、前記判定部により、前記位置推定部で推定された前記配線の相対位置と、前記記憶部に記憶された情報に基づく前記相対位置とが一致していないと判定された場合には、前記撮像部による前記作業報告書用写真の撮像を禁止する撮像制御部とを備えていることを特徴とする結線作業支援装置。
2. 請求項１に記載の結線作業支援装置において、
   前記位置推定部は、前記撮像部で取得されたカラー画像に、前記配線の色を抽出するマスク処理を実行することによって検出した検出領域に前記配線が位置すると推定するように構成されていることを特徴とする結線作業支援装置。
3. 請求項２に記載の結線作業支援装置において、
   前記記憶部には、前記配線の形状に対応した形状を有する形状テンプレートが記憶されており、
   前記位置推定部は、前記記憶部に記憶されている形状テンプレートと前記検出領域の形状との形状類似度を求め、求めた形状類似度が所定以上の場合に、前記検出領域に前記配線が位置すると推定するように構成されていることを特徴とする結線作業支援装置。
4. 請求項２または３に記載の結線作業支援装置において、
   前記位置推定部は、前記記憶部に記憶されている情報に基づいて前記配線の本数を特定し、特定した本数と同じ数の前記配線を推定できたか否かを判定し、同じ数の前記配線を推定できなかった場合には、欠落した配線の位置を推定するように構成されていることを特徴とする結線作業支援装置。
5. 請求項４に記載の結線作業支援装置において、
   前記位置推定部は、複数の配線の位置が推定された場合、最小二乗法によって配線の位置を示す近似曲線を導出し、決定係数が所定のしきい値以上であるか否かを判定し、決定係数が所定のしきい値以上であると判定されたときには、前記近似曲線に基づいて前記欠落した配線の位置を推定するように構成されていることを特徴とする結線作業支援装置。
6. 請求項１から５のいずれか１つに記載の結線作業支援装置において、
   前記位置推定部は、前記撮像部で取得されたカラー画像の一部の領域のみ利用して、前記配線の相対位置を推定するように構成されていることを特徴とする結線作業支援装置。
7. 請求項１から６のいずれか１つに記載の結線作業支援装置において、
   前記撮像部の撮像視野を照明する照明部を備えていることを特徴とする結線作業支援装置。

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