JP3541380B2 - Abnormality monitoring system - Google Patents

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  • Muffle Furnaces And Rotary Kilns (AREA)
  • Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ロータリ・キルンの燃焼炎等のようにゆらゆらと揺れ動いて位置や形状を捉えることが難しかった燃焼炎を自動で定量的に検出することができるようにした異常監視システムに関し、特に伝送路の負荷軽減のための改良に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来より、現場にデータ収集用のコンピュータを多数設置し、LAN(Local
Area Network)等の伝送路経由で画像や収集データを解析用のコンピュータに送るように構成したいわゆる分散型設備異常監視システムはよく知られている。
【0003】
図3に従来のこの種の異常監視システムの一例を示す。ビデオ・カメラ等の監視カメラ1により撮影した画像(例えばロータリー・キルンの燃焼炎の画像)は画像取込装置2に取込まれ、輝度に対応したデジタル画像データに変換される。デジタル画像データは電送装置3によりLAN等の伝送路4を経由して受信装置5に送られる。画像処理装置6では受信装置5に受信された画像データを読み出し適宜に処理を施して表示画面に表示する。
【0004】
なお、この監視システムには他のデータ収集・解析装置も接続される。例えば、現場に設置された複数のデータ収集用のコンピュータ7a,7bと、それらコンピュータで収集したデータを解析する解析用のコンピュータ8が伝送路4を介して接続される。
【0005】
データ収集用のコンピュータには各種センサが接続される。例えば、コンピュータ7aには、音響センサ71aや振動センサ71bが接続され、音や振動に関するデータを収集することができるようになっている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このようなシステムにおいては、伝送路4を介して送られるデータ量は膨大なものとなる。特に送信するデータが画像の場合には1画面で数百キロバイト(kB)にも及び、時間がかかり他の通信にも負荷がかかるという問題があった。
【0007】
また、上記のように転送終了を待って次の画像の取り込みを行う方式では、その画像取り込み間隔が、動きの速い対象物に対する平均画像を求めるような場合には、長すぎるという問題もあった。
【0008】
更に詳述すれば、次の通りである。異常監視の画像処理に必要な画像は1画面で足りる場合が多いが、ロータリー・キルンの燃焼炎等のようにゆらゆらと揺れ動くものを定量的に捉えようとした場合には平均画像が必要となる。
【0009】
この場合、平均に必要な画面数の画像を1画面ずつ転送して画像処理装置6側で平均処理していると、所定枚数の画像が転送された後次の画像を取込むまでの間に時間がかかりすぎ、速い動きの平均画像は求められなくなる。
また、画像データ自体、データ量が多いので、同じ伝送路に他の多数のデータ収集器からの画像やセンサのデータが送られると、伝送路に負荷がかかってしまう。
【0010】
図4は上記のような画像取込、転送、平均化処理の動作の流れを示すフローであり、その手順は次の通りである。
(1) 画像取込回数をリセットする。
(2) 画像取込と画像転送をあらかじめ定めた回数(平均化のために必要な回数)に達するまで繰り返す。転送された複数枚の画像は受信装置5に格納される。
(3) 画像が所定枚数に達すると、画像処理装置6側での処理が始まる。まず回数をリセットしておく。
【0011】
(4) 受信装置5から画像を呼び出し平均化する処理を所定回数(あらかじめ定めた平均回数)行う。
(5) 所定回数平均すると、その平均画像は認識処理手段(この認識処理手段は画像処理装置内にあるが、本発明とは直接関係がないのでその詳細な説明は省略する)へ送られる。
【0012】
さらにデータ量について考察すれば次の通りである。例えば、モノクロ・ディジタル画像の場合において、解像度が640×480、各画素の濃淡レベルが8ビット(bit)の場合、1画像の大きさは約300kBとなる。これを10枚平均するために10枚分の画像データを送ると約3メガバイト(MB)のデータ量となる。
【0013】
さらに、画像取込装置2が現場に50台設置されている場合には150MBものデータ量になる。これを伝送速度10MB/SecのLANで伝送すると、他の通信が全くない場合でも50箇所の画像を受信するだけで15秒かかる(画像の取込時間は除く)。
【0014】
振動や音響センサのデータ転送については次の通りである。解析器で高速フーリエ変換の帯域と分解能を求める場合、データ量としては500kBから1MB必要である。センサが50台のデータ収集器にそれぞれ5台ずつ接続されていると、データ量は250MBにも及ぶ(各センサのサンプリング時間は除く)。
【0015】
本発明の目的は、このような点に鑑み、伝送路の負荷が少なく、動きの速いものについての平均画像を求める場合に適切な異常監視システムを提供することにある。
【0016】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するために本発明では、現場に設置された監視カメラで捉えた監視対象物の画像が伝送路経由で画像処理装置に転送されるように構成されると共に、前記画像処理装置は前記対象物の画像の平均画像に基づいて対象物の状態を検出することができるように構成された異常監視システムにおいて、
前記監視カメラで捉えた対象物の画像を取り込みその平均画像を求める機能を有する画像取込平均装置を備え、得られた平均画像を前記伝送路経由で前記画像処理装置側へ転送するように構成したことを特徴とする。
【0017】
【作用】
画像取込平均装置で転送前に平均画像を求める。これにより転送する画像の数が従来のシステムより格段に少なくなり、伝送路の負荷は軽減する。
【0018】
【発明の実施の形態】
以下図面を用いて本発明を詳しく説明する。図1は本発明に係る異常監視システムの一実施例を示す構成図である。図において、図3と同等部分には同一符号を付し、その説明は省略する。
【0019】
図において、12は画像取込平均装置であり、カメラ1からの画像を取込んで所定数の画像の平均を求める。16は画像処理装置であり、受信装置5で受信した画像の処理を行う。ただし、従来のような画像平均化処理は行わない。
【0020】
このようなシステムにおける画像取込、処理、転送に係る動作を図2のフローを参照して次に説明する。手順は次の通りである。
(1) 画像取込回数をリセットする。
(2) カメラ1からの画像を画像取込平均装置12に取込み、取込むごとに平均画像を求める。
【0021】
(3) あらかじめ定めた平均回数に達するまで(2) の動作を繰り返し、平均回数に達するとその平均画像を伝送装置3により伝送路4経由で受信装置5へ転送する。
(4) 受信装置5で受信した平均画像は画像処理装置16に読取られ、適宜の処理が施されて認識処理手段へ送られる。
【0022】
以上の動作から明らかなように、本発明では画像取込平均装置12で画像の平均化処理を行うことにより伝送画像は平均数でなく1枚で済む。10枚の画像を平均して1枚の画像を得る場合には、伝送画像のデータ量は従来に比べて10分の1になり、伝送時間も従来の10分の1になる。このように画像転送のために伝送路を占有する時間が少なくなれば、他のセンサからのデータ等も十分余裕を持って転送することができる。
【0023】
なお、画像取込平均装置12での平均化処理に係る時間は十分に高速であり、カメラ1からの画像を最小取り込み間隔で取り込むことができ、画像を取りこぼすこともない。
【0024】
以上の説明は、本発明の説明および例示を目的として特定の好適な実施例を示したに過ぎない。したがって本発明は、上記実施例に限定されることなく、その本質から逸脱しない範囲で更に多くの変更、変形をも含むものである。
【0025】
例えば、実施例ではカメラ1で捉える対象物が燃焼炎であるが、本発明の適用範囲は必ずしも燃焼炎に限定されない。何枚かの対象物の画像を平均し、その平均画像により異常等を検出するものであればすべて本発明を適用することができる。
【0026】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、あらかじめ平均画像を求めてその平均画像を転送するようにしたため、特に伝送路の伝送容量が小さく、多数のデータ収集器が画像データやその他のセンサからのデータ伝送を行っているシステムに有効である。
また、画像取込平均装置は最小取り込み間隔でカメラの画像を取り込めるため、本発明は動きの速い対象物の平均画像を求める場合にも有効である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る異常監視システムの一実施例を示す構成図
【図2】画像取込、平均化処理、転送に係る動作フロー
【図3】従来の異常監視システムの一例を示す構成図
【図4】従来のシステムにおける動作フローを示す図である。
【符号の説明】
1 監視カメラ
3 電送装置
4 伝送路
5 受信装置
7a,7b データ収集器
71a 音響センサ
71b 振動センサ
8 解析器
12 画像取込平均装置
16 画像処理装置
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an abnormality monitoring system capable of automatically and quantitatively detecting a combustion flame, such as a combustion flame of a rotary kiln, which oscillates and is difficult to grasp its position or shape, and particularly to transmission. The present invention relates to improvement for reducing road load.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, many computers for data collection have been installed on site, and LAN (Local
A so-called distributed equipment abnormality monitoring system configured to send images and collected data to a computer for analysis via a transmission path such as an area network is well known.
[0003]
FIG. 3 shows an example of this type of conventional abnormality monitoring system. An image photographed by the surveillance camera 1 such as a video camera (for example, an image of a combustion flame of a rotary kiln) is taken into an image taking device 2 and converted into digital image data corresponding to luminance. The digital image data is transmitted by the transmission device 3 to the reception device 5 via the transmission path 4 such as a LAN. In the image processing device 6, the image data received by the receiving device 5 is read out, subjected to appropriate processing, and displayed on the display screen.
[0004]
Note that other data collection / analysis devices are also connected to this monitoring system. For example, a plurality of data collection computers 7a and 7b installed at the site and an analysis computer 8 for analyzing data collected by the computers are connected via the transmission path 4.
[0005]
Various sensors are connected to the data collection computer. For example, an acoustic sensor 71a and a vibration sensor 71b are connected to the computer 7a so that data relating to sound and vibration can be collected.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in such a system, the amount of data transmitted via the transmission path 4 becomes enormous. In particular, when the data to be transmitted is an image, there is a problem that it takes several hundreds of kilobytes (kB) per screen, takes a long time, and places a load on other communication.
[0007]
Further, in the method of capturing the next image after the completion of transfer as described above, there is a problem that the image capturing interval is too long when an average image of a fast moving object is obtained. .
[0008]
The details are as follows. In many cases, one image is sufficient for image processing for abnormality monitoring, but an average image is required when trying to quantitatively capture swaying objects such as the combustion flame of a rotary kiln. .
[0009]
In this case, if the images of the number of screens required for averaging are transferred one by one and averaged by the image processing device 6, after the predetermined number of images have been transferred and before the next image is captured, It takes too much time and a fast moving average image cannot be obtained.
Further, since the image data itself has a large data amount, a load is imposed on the transmission path when image data and sensor data from many other data collectors are sent to the same transmission path.
[0010]
FIG. 4 is a flowchart showing the flow of operations of the above-described image capture, transfer, and averaging processing, and the procedure is as follows.
(1) Reset the number of image captures.
(2) Repeat image capture and image transfer until a predetermined number of times (number of times required for averaging) is reached. The plurality of transferred images are stored in the receiving device 5.
(3) When the number of images reaches the predetermined number, processing on the image processing device 6 side starts. First, reset the count.
[0011]
(4) A process of calling and averaging images from the receiving device 5 is performed a predetermined number of times (a predetermined average number of times).
(5) After averaging a predetermined number of times, the average image is sent to a recognition processing means (this recognition processing means is provided in the image processing apparatus, but has no direct relation to the present invention, so a detailed description thereof is omitted).
[0012]
Further consideration of the data amount is as follows. For example, in the case of a monochrome digital image, when the resolution is 640 × 480 and the gray level of each pixel is 8 bits, the size of one image is about 300 kB. If the image data for 10 sheets is sent in order to average these 10 sheets, the data amount becomes about 3 megabytes (MB).
[0013]
Furthermore, when 50 image capturing devices 2 are installed on site, the data amount becomes as large as 150 MB. If this is transmitted on a LAN with a transmission speed of 10 MB / Sec, it takes 15 seconds to receive only 50 images (excluding the image capture time) even if there is no other communication.
[0014]
The data transfer of the vibration and acoustic sensors is as follows. When the bandwidth and the resolution of the fast Fourier transform are obtained by the analyzer, the data amount needs to be 500 kB to 1 MB. If five sensors are connected to each of the 50 data collectors, the data amount will reach 250 MB (excluding the sampling time of each sensor).
[0015]
An object of the present invention is to provide an abnormality monitoring system suitable for obtaining an average image of a fast moving object with a small load on a transmission path in view of the above points.
[0016]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve such an object, the present invention is configured such that an image of a monitoring target captured by a monitoring camera installed at a site is transferred to an image processing device via a transmission path, and the image processing is performed. In the abnormality monitoring system configured so that the device can detect the state of the object based on the average image of the image of the object,
An image capture averaging device having a function of capturing an image of the object captured by the monitoring camera and obtaining an average image thereof, and configured to transfer the obtained average image to the image processing device side via the transmission path. It is characterized by having done.
[0017]
[Action]
An average image is obtained by an image acquisition averaging device before transfer. As a result, the number of images to be transferred is significantly smaller than in the conventional system, and the load on the transmission path is reduced.
[0018]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a configuration diagram showing one embodiment of the abnormality monitoring system according to the present invention. In the figure, parts that are the same as those in FIG. 3 are given the same reference numerals, and descriptions thereof will be omitted.
[0019]
In the figure, reference numeral 12 denotes an image capture averaging device which captures images from the camera 1 and calculates an average of a predetermined number of images. An image processing device 16 processes an image received by the receiving device 5. However, the conventional image averaging process is not performed.
[0020]
The operation related to image capture, processing, and transfer in such a system will be described next with reference to the flow of FIG. The procedure is as follows.
(1) Reset the number of image captures.
(2) The image from the camera 1 is taken into the image taking / averaging device 12, and an average image is obtained every time the image is taken.
[0021]
(3) The operation of (2) is repeated until the predetermined average number is reached, and when the average number is reached, the average image is transferred by the transmission apparatus 3 to the reception apparatus 5 via the transmission path 4.
(4) The average image received by the receiving device 5 is read by the image processing device 16, subjected to appropriate processing, and sent to the recognition processing means.
[0022]
As is apparent from the above operation, in the present invention, by performing the image averaging process in the image capturing and averaging device 12, the number of transmission images is not one but an average. When one image is obtained by averaging ten images, the data amount of the transmitted image is one-tenth that of the conventional case, and the transmission time is one-tenth of the conventional case. As described above, if the time for occupying the transmission path for image transfer is reduced, data from other sensors can be transferred with a sufficient margin.
[0023]
The time required for the averaging process in the image acquisition averaging device 12 is sufficiently fast, and the image from the camera 1 can be acquired at the minimum acquisition interval, and the image is not missed.
[0024]
The foregoing description merely illustrates certain preferred embodiments for purposes of explanation and illustration of the invention. Therefore, the present invention is not limited to the above-described embodiment, but includes many more changes and modifications without departing from the spirit thereof.
[0025]
For example, in the embodiment, the object captured by the camera 1 is a combustion flame, but the scope of the present invention is not necessarily limited to the combustion flame. The present invention can be applied to any apparatus that averages images of several objects and detects an abnormality or the like based on the average image.
[0026]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the average image is obtained in advance and the average image is transferred. This is effective for systems that perform data transmission.
In addition, since the image capture averaging device can capture the image of the camera at the minimum capture interval, the present invention is also effective when obtaining an average image of a fast-moving object.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram showing an embodiment of an abnormality monitoring system according to the present invention; FIG. 2 is an operation flow relating to image capture, averaging processing, and transfer; FIG. FIG. 4 is a diagram showing an operation flow in a conventional system.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Surveillance camera 3 Transmission device 4 Transmission line 5 Receiving device 7a, 7b Data collector 71a Acoustic sensor 71b Vibration sensor 8 Analyzer 12 Image acquisition averaging device 16 Image processing device

Claims (4)

現場に設置された監視カメラで捉えた監視対象物の画像が伝送路経由で画像処理装置に転送されるように構成されると共に、前記画像処理装置は前記対象物の画像の平均画像に基づいて対象物の状態を検出することができるように構成された異常監視システムにおいて、
前記監視カメラで捉えた対象物の画像を取り込みその平均画像を求める機能を有する画像取込平均装置を備え、得られた平均画像を前記伝送路経由で前記画像処理装置側へ転送するように構成したことを特徴とする異常監視システム。
The image of the monitoring target captured by the monitoring camera installed at the site is configured to be transferred to the image processing device via the transmission path, and the image processing device is based on an average image of the image of the target. In the abnormality monitoring system configured to be able to detect the state of the object,
An image capture averaging device having a function of capturing an image of the object captured by the monitoring camera and obtaining an average image thereof, and configured to transfer the obtained average image to the image processing device side via the transmission path. An abnormality monitoring system characterized by the following.
前記画像取込平均装置は、カメラから1画面分の画像を取込むごとに平均画像を求める機能を有することを特徴とする請求項1記載の異常監視システム。2. The abnormality monitoring system according to claim 1, wherein the image acquisition averaging device has a function of obtaining an average image each time an image for one screen is acquired from a camera. 前記監視カメラで捉える対象物が燃焼炎であり、前記画像処理装置は燃焼炎の平均画像に基づいて燃焼炎の状態を検出することを特徴とする請求項1または2記載の異常監視システム。The abnormality monitoring system according to claim 1, wherein the object captured by the monitoring camera is a combustion flame, and the image processing device detects a state of the combustion flame based on an average image of the combustion flame. 前記監視カメラで捉える対象物がロータリ・キルンの燃焼炎であり、前記画像処理装置はロータリ・キルンの燃焼炎の平均画像に基づいてその燃焼炎の状態を検出することを特徴とする請求項1または2記載の異常監視システム。2. The object captured by the monitoring camera is a combustion flame of a rotary kiln, and the image processing device detects a state of the combustion flame based on an average image of the combustion flame of the rotary kiln. Or the abnormality monitoring system according to 2.
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