JP5413096B2 - ワイヤーロープ検査装置 - Google Patents

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本発明は、ワイヤーロープ検査装置に関する。
従来から、エレベータのワイヤーロープについては、建築基準法の定期報告制度の中で目視による検査の実施が求められている。また、検査結果の報告の際には写真を添付することが求められている。このため、一般的なワイヤーロープ検査は目視により実施し、報告書用に写真撮影を行っている(下記非特許文献1参照)。そして、ワイヤーロープの画像を撮影し検査に利用する技術が知られている。
下記特許文献1には、検査カメラをワイヤーロープに沿って移動しつつワイヤーロープを連続して撮影し、その撮影した画像をワイヤーロープの検査に利用する技術が開示されている。
下記特許文献2には、エレベータ制御盤からのかご位置信号を入力し、かご位置信号を基にかごが画像1コマ分走行していれば、ITV装置のシャッタを切って1コマ分の画像を取り込み、エレベータ用ワイヤーロープの映像を所定の昇降行程にわたって撮影する技術が開示されている。
下記特許文献3には、ワイヤーロープ撮影用のCCDカメラとワイヤーロープ位置検出用のロータリーエンコーダを設置し、エレベータを走行させながら画像を撮影すると共に、ロータリーエンコーダの出力信号を基にロープ位置を検出する技術が開示されている。
特開平10−226474号公報 特開2009−12903号公報 特開2009−57126号公報
"定期報告制度見直しパンフレット"、[online]、国土交通省、[平成21年9月25日検索]、インターネット〈URL:http://www.mlit.go.jp/jutakukentiku/build/teikihoukoku/punflet.pdf〉
ところで、エレベータは基本的に常時運用中であるため、点検作業に多くの時間を費やすことができない。しかしながら、従来、一般的な目視によるワイヤーロープ検査は、人手による作業であるため、熟練者でなければ短期間で検査を終えることは難しく、欠陥を見逃しやすいという問題がある。
また、従来のワイヤーロープを撮影する方法は、点検作業時の短期間でワイヤーロープの画像を撮影してしまい、その撮影した画像を持ち帰ることで、後から時間をかけてワイヤーロープの点検作業を実施できるという利点がある。しかし、従来の手法には以下のような問題点がある。
上記特許文献1では、カメラを移動させるための牽引ロープが必要である。また、牽引ロープの牽引は作業員による手動、又は、ウインチによる巻き取りにより行うため、撮影画像とワイヤーロープ位置の対応付けができていない。このため、撮影画像からワイヤーロープの欠陥が発見された場合でも、ワイヤーロープの欠陥位置の特定が困難である。
上記特許文献2,3では、撮影画像とワイヤーロープ位置の対応付けにはエンコーダなどのセンサを用いる。このため、センサを設置できない場合はこの方法では対応できない。これらの方法は、エレベータ装置の機械室にワイヤーロープの検査装置を常設するような用途では有効であるが、ワイヤーロープの点検作業時に検査装置を仮設するような用途への対応は困難である。
以上のことから、本発明は、点検現場での点検作業時間を短縮することができるワイヤーロープ検査装置を提供することを目的とする。
上記の課題を解決するための第1の発明に係るワイヤーロープ検査装置は、
ワイヤーロープを走行しながら連続撮影する撮影手段と、
影画像を保存する記憶手段と
撮影画像中のワイヤーロープ進行方向に対して基準テンプレート画像設定範囲とワイヤーロープ走行確認範囲を撮影画像の両端付近にそれぞれ設定し、1フレーム前の撮影画像中の、前記基準テンプレート画像設定範囲の部分画像であるワイヤーロープ基準テンプレート画像に対応する位置に対して、ワイヤーロープ進行方向側に予め設定した相対位置に逐次探索範囲を設定する処理設定手段と、
前記探索範囲において前記ワイヤーロープ基準テンプレート画像に対応する位置を逐次探索し、当該ワイヤーロープ基準テンプレート画像が、前記ワイヤーロープ走行確認範囲に完全に入ると、ワイヤーロープの実際の移動量を計算することで、撮影画像とワイヤーロープ位置の対応付けをする画像解析手段と
を備える
ことを特徴とする。
上記の課題を解決するための第2の発明に係るワイヤーロープ検査装置は、第1の発明に係るワイヤーロープ検査装置において、
ワイヤーロープ位置に対応した画像を表示する画像表示手段を備える
ことを特徴とする。
上記の課題を解決するための第の発明に係るワイヤーロープ検査装置は、第の発明又はの発明に係るワイヤーロープ検査装置において、
前記画像解析手段は、表示するワイヤーロープ位置に対応する撮影画像と前後の撮影画像を結合し、
前記画像表示手段は、指定したワイヤーロープ位置に対応する位置が中央となるような画像を表示する
ことを特徴とする。
本発明によれば、点検現場での点検作業時間を短縮することができるワイヤーロープ検査装置を提供することができる。
本発明の第1の実施例に係るワイヤーロープ検査装置の構成を示した模式図である。 本発明の第1の実施例に係るワイヤーロープ検査装置における処理の内容を示したフローチャートである。 本発明の第2の実施例に係るワイヤーロープ検査装置における処理の内容を示したフローチャートである。 本発明の第2の実施例に係るワイヤーロープ検査装置におけるワイヤーロープ基準テンプレート画像に対する画像部分を探索する処理を示した模式図である。 本発明の第3の実施例に係るワイヤーロープ検査装置の構成を示した模式図である。 本発明の第3の実施例に係るワイヤーロープ検査装置におけるワイヤーロープ画像結合例を示した模式図である。 本発明の第3の実施例に係るワイヤーロープ検査装置における表示用編集ワイヤーロープ画像作成例を示した模式図である。 本発明に係るワイヤーロープ検査装置におけるカメラの設置例を示した模式図である。 本発明に係るワイヤーロープ検査装置におけるワイヤーロープ上の局部的な模様の例を示した模式図である。 本発明に係るワイヤーロープ検査装置における基準テンプレート画像設定範囲とワイヤーロープ走行確認範囲の設定例を示した模式図である。 本発明に係るワイヤーロープ検査装置における時刻t1のワイヤーロープ基準テンプレート画像に対応する位置の移動の例を示した模式図である。 本発明に係るワイヤーロープ検査装置における時刻t2のワイヤーロープ基準テンプレート画像に対応する位置の移動の例を示した模式図である。 本発明に係るワイヤーロープ検査装置における時刻t3のワイヤーロープ基準テンプレート画像に対応する位置の移動の例を示した模式図である。 本発明に係るワイヤーロープ検査装置におけるワイヤーロープ画像上移動量の例を示した模式図である。
以下、本発明に係るワイヤーロープ検査装置を実施するための形態について、図面を参照しながら説明する。
本発明は、ワイヤーロープを走行しながら連続撮影を行うと共に、エンコーダ等の特別なセンサを用いることなく撮影画像とワイヤーロープ位置の対応付けを行って撮影画像を保存し、また、ワイヤーロープ位置に対応した撮影画像を表示するワイヤーロープ検査装置を提供することを目的とする。
そこで、本発明に係るワイヤーロープ検査装置においては、ワイヤーロープを走行しながら連続撮影を行い、撮影画像を解析することでワイヤーロープの進み具合を自動検出することとした。これにより、撮影画像とロープ位置の対応付けを行いながら、撮影画像を保存することができる。
本発明に係るワイヤーロープ検査装置においては、図8に示すように、かご102を吊るワイヤーロープ100の近傍にカメラ10を固定し、ワイヤーロープ100の画像を撮影する。なお、ワイヤーロープ100の撮影においては、必要に応じて照明101を点灯し、撮影箇所を照らしてもよい。
また、本発明に係るワイヤーロープ検査装置においては、ワイヤーロープ100の進み具合を画像を解析することで自動検出する。ワイヤーロープ100は、数本の素線をより合わせて作ったより線を、さらに数本まとめてより合わせた構造をしている。このため、ワイヤーロープ100を撮影した画像では、ワイヤーロープ100上に同じような模様が連続して現れる。
しかしながら、図9に示すように、ワイヤーロープ100上の局部的な模様103,104は異なっている。そこで、図10に示すように、撮影画像105中の矢印dで示すワイヤーロープ進行方向に対して、基準テンプレート画像設定範囲106とワイヤーロープ走行確認範囲107を撮影画像105の両端付近にそれぞれ設定する。
まず、基準テンプレート画像設定範囲106の部分画像を取得し、これをワイヤーロープ基準テンプレート画像として登録する。図11〜13に示すように、ワイヤーロープ基準テンプレート画像設定範囲に対応する位置108は、時刻t1〜t3の間にワイヤーロープ100の走行に合わせて移動する。よって、ワイヤーロープ基準テンプレート画像に対応する位置108がワイヤーロープ走行確認範囲107に入れば、ワイヤーロープ100が撮影画像105のほぼ一枚分の距離を移動したことになる。
この時のワイヤーロープ100の撮影画像105上の移動量(以降これを「ロープ画像上移動量」と呼ぶ)を図14に示す。ここで、ワイヤーロープ100に対するカメラ位置、レンズ焦点及びカメラセンササイズ等のカメラパラメータが既知であれば、射影変換によって図14中に矢印mで示すロープ画像上移動量からワイヤーロープ100の実際の移動量(以降これを「ロープ実移動量」と呼ぶ)を計算することができる。
本発明に係るワイヤーロープ検査装置においては、ワイヤーロープ基準テンプレート画像に対応するワイヤーロープ位置がワイヤーロープ走行確認範囲に入ったか否かの判定を、撮影画像を解析することで行う。
また、本実施例に係るワイヤーロープ検査装置においては、撮影画像中のワイヤーロープ走行確認範囲に対して、ワイヤーロープ基準テンプレート画像に対応する画像部分が存在するか否かを領域相関法により検査する。領域相関法における画像類似度の計算には、絶対値差分法や正規化相関法等を用いる。
ワイヤーロープ基準テンプレート画像に対応する画像部分の存在の有無の判定には画像類似度の閾値(以降これを「対象ロープ部分判定閾値」と呼ぶ)を予め設けておき、対象ロープ部分判定閾値よりも画像類似度が高い場合に、該当箇所にワイヤーロープ基準テンプレート画像に対応する画像部分が存在すると判断する。
以下、本発明に係るワイヤーロープ検査装置の第1の実施例について説明する。
はじめに、本実施例に係るワイヤーロープ検査装置の構成について説明する。
図1は、本実施例に係るワイヤーロープ検査装置の構成を示した模式図である。
図1に示すように、本発明に係るワイヤーロープ検査装置は、カメラ10、画像入力部11、画像一時保存部12、画像解析部13、記憶部14、処理設定部15及び画像表示部16より構成されている。なお、必要に応じて照明を加えてもよい。
カメラ10では、画像を連像撮影し、撮影した画像データを画像入力部へ送信する。
画像入力部11では、カメラ10から送信した画像データを受信し、画像一時保存部へ保存する。
画像一時保存部11では、複数枚分の画像メモリを持ち、画像入力部で受信した撮影画像の画像データを順次保存する。なお、全ての画像メモリに画像データが保存されている場合は、最も古い画像データが保存されている画像メモリへ最新の撮影画像の画像データを上書きする。
画像解析部13では、画像解析動作指令、画像データ及び処理設定データを受信する。画像解析動作指令がワイヤーロープ画像の保存開始の場合、ワイヤーロープ位置の計算を行い、画像解析動作指令がワイヤーロープ画像の保存終了の場合、ワイヤーロープ位置の計算を停止する。
記憶部14では、各種データを保存する。
処理設定部15では、基準テンプレート画像設定範囲、ワイヤーロープ走行確認範囲及びワイヤーロープに対するカメラ位置、カメラパラメータ及び対象ロープ部分判定閾値等の処理設定データを設定すると共に、これらの処理設定データを記憶部14へ保存する。また、処理設定部15では、ワイヤーロープ画像の保存開始及び保存終了の画像解析動作指令を画像解析部13へ送信する。さらに、処理設定部15では、表示したいワイヤーロープ位置を画像表示部16へ送信する。
なお、ワイヤーロープ位置の計算中においては、画像一時保存部12から画像データを順次取得し、ワイヤーロープ位置の計算を行い、ワイヤーロープ画像を記憶部14へ保存すると共に、記憶部14に保存されているロープ位置画像対応表へロープ位置データとワイヤーロープ画像ファイル名を記入し、ロープ位置画像対応表のデータ内容を更新する。
画像表示部16では、表示したいワイヤーロープ位置を処理設定部15から受信し、記憶部14ヘワイヤーロープ位置を送信すると共に、記憶部14に保存されているロープ位置画像対応表を参照し、ワイヤーロープ位置に対応するワイヤーロープ画像を記憶部14から取得し、ワイヤーロープ画像を表示する。
次に、本実施例に係るワイヤーロープ検査装置における処理の手順について説明する。
本実施例に係るワイヤーロープ検査装置においては、ワイヤーロープを撮影した画像(以降これを「ワイヤーロープ画像」と呼ぶ)の保存と、ワイヤーロープ画像に対応するワイヤーロープ位置の計算を以下の手順で行う。
図2は、本実施例に係るワイヤーロープ検査装置における処理の手順を示したフローチャートである。
図2に示すように、本実施例に係るワイヤーロープ検査装置は、はじめに、ステップP10において、ワイヤーロープ画像の保存開始を指定し、ステップP11において、その際のワイヤーロープ画像を最初のワイヤーロープ画像として保存する。また、ステップP12において、ワイヤーロープ位置を初期位置とする。また、ステップP13において、ワイヤーロープ基準テンプレート画像を登録しておく。
次に、ステップP14において、ワイヤーロープ100の連続撮影を行い、撮影画像中のワイヤーロープ走行確認範囲107に対して、ワイヤーロープ基準テンプレート画像に対応する画像部分が存在するか否かを検査する。ワイヤーロープ基準テンプレート画像に対応する画像部分がワイヤーロープ走行確認範囲107に入ったと判断した場合は、ステップP15において、その時のワイヤーロープ画像をワイヤーロープ画像として保存し、図14中に矢印mで示すロープ画像上移動量とロープ実移動量を計算すると共に、一つ前に保存したワイヤーロープ画像に対応するワイヤーロープ位置にロープ実移動量を加算して現在のワイヤーロープ位置を計算する。このようにして求めたロープ画像上移動量、ロープ実移動量及びワイヤーロープ位置をまとめてロープ位置データと呼ぶ。
ステップP16において、このロープ位置データをワイヤーロープ画像と共に保存する。また、ステップP17において、ワイヤーロープ基準テンプレート画像を基準テンプレート画像設定範囲106において設定し直し、ワイヤーロープ基準テンプレート画像の更新を行う。
以上の手順を繰り返すことにより、ワイヤーロープ画像の保存とワイヤーロープ画像に対応するワイヤーロープ位置の計算を行う。そして、この一連の処理を、ステップP118において、ワイヤーロープ画像の保存停止を指定するまで行う。
本実施例に係るワイヤーロープ検査装置においては、ワイヤーロープ位置を基にワイヤーロープ画像を参照するため、ロープ位置データとワイヤーロープ画像ファイル名をまとめた一覧表(以降これを「ロープ位置画像対応表」と呼ぶ)を作成する。
また、本実施例に係るワイヤーロープ検査装置においては、ワイヤーロープ位置を指定することで、保存したワイヤーロープ画像の中からワイヤーロープ位置に対応するワイヤーロープ画像を表示する。ワイヤーロープ画像はワイヤーロープ位置に対して離散的に保存されている。そこで、ワイヤーロープ位置に対応するワイヤーロープ画像上位置が含まれるワイヤーロープ画像をロープ位置画像対応表から参照し、適切なワイヤーロープ画像を表示する。
以上のように、本実施例に係るワイヤーロープ検査装置によれば、点検現場においてカメラ10でワイヤーロープ100の画像を撮影して持ち帰り、時間のかかる点検作業を別の場所で実施することができるため、点検現場にて目視検査を行う手法に比べて点検現場での点検作業時間を短縮することができる。
また、点検作業を別の場所で時間をかけて実施できるため、点検現場にて目視検査を行う手法に比べて欠陥の見逃しが少ない。
また、本実施例に係るワイヤーロープ検査装置によれば、ワイヤーロープ100を撮影する従来方法に比べて、特別なセンサを設置することなく、ワイヤーロープ位置と撮影画像との対応付けを行うことができる。
このため、エレベータ装置の機械室にワイヤーロープの検査装置を常設するような用途にも、ワイヤーロープ100の点検作業時に検査装置を仮設するような用途にも対応することができる。
以下、本発明に係るワイヤーロープ検査装置の第2の実施例について説明する。
本実施例に係るワイヤーロープ検査装置は、ワイヤーロープ基準テンプレート画像に対応する画像部分を逐次追跡し、ワイヤーロープ基準テンプレート画像に対応する画像部分がワイヤーロープ走行確認範囲107に完全に入ったことを確認する。
本実施例に係るワイヤーロープ検査装置における処理の手順について説明する。
本実施例に係るワイヤーロープ検査装置では、ワイヤーロープ画像の保存と、ワイヤーロープ画像に対応するワイヤーロープ位置の計算を以下の手順で行う。
図3は、本実施例に係るワイヤーロープ検査装置における処理の手順を示したフローチャートである。
図3に示すように、本実施例に係るワイヤーロープ検査装置においては、はじめに、ステップP10において、ワイヤーロープ画像の保存開始を指定し、ステップP11において、ワイヤーロープ画像の保存開始を指定しその際の撮影画像を最初のワイヤーロープ画像として保存する。また、ステップP12において、ワイヤーロープ位置を初期位置とする。また、ステップP13において、ワイヤーロープ基準テンプレート画像を登録しておく。
次に、ステップP20において、ワイヤーロープ100の連続撮影を行い、図4に示すように、1フレーム前に撮影したワイヤーロープ画像中のワイヤーロープ基準テンプレート画像に対応する位置20に対して、矢印dで示すワイヤーロープ進行方向側に予め設定した相対位置に探索範囲を設定し(以降これを「ワイヤーロープ基準テンプレート探索範囲21」と呼ぶ)、ワイヤーロープ基準テンプレート探索範囲21においてワイヤーロープ基準テンプレート画像に対応する位置22を探索する。
次に、ステップP14において、ワイヤーロープ基準テンプレート画像に対応する画像部分がワイヤーロープ走行確認範囲107に完全に入った場合は、ステップP15において、その時の撮影画像をワイヤーロープ画像として保存し、図14中に矢印mで示すロープ画像上移動量とロープ実移動量を計算すると共に、一つ前に保存したワイヤーロープ画像に対応するワイヤーロープ位置にロープ実移動量を加算して現在のワイヤーロープ位置を計算する。このようにして求めたロープ画像上移動量、ロープ実移動量及びワイヤーロープ位置をロープ位置データとしてまとめる。
ステップP16において、このロープ位置データをワイヤーロープ画像と共に保存する。また、ステップP17において、ワイヤーロープ基準テンプレート画像を基準テンプレート画像設定範囲において設定し直し、ワイヤーロープ基準テンプレート画像の更新を行う。
以上の手順を繰り返すことで、ワイヤーロープ画像の保存とワイヤーロープ画像に対応するワイヤーロープ位置の計算を行う。そして、この一連の処理を、ステップP18において、ワイヤーロープ画像の保存終了を指定するまで行う。
本実施例に係るワイヤーロープ検査装置においては、第1の実施例に係るワイヤーロープ検査装置の画像解析部において、ワイヤーロープ100の移動を逐次追跡する方法によってワイヤーロープ位置の計算を行う。また、処理設定部15においても、ワイヤーロープ基準テンプレート探索範囲22の設定を行い、処理設定データヘもワイヤーロープ基準テンプレート探索範囲22を追加する。
以上のように、本実施例に係るワイヤーロープ検査装置によれば、第1の実施例に係るワイヤーロープ検査装置の効果に加え、ワイヤーロープ基準テンプレート画像に対応する画像部分をワイヤーロープ100の走行に合わせて逐次探索するため、ワイヤーロープ100の表面の模様が油や汚れで多少覆われていた場合でも、より確実にワイヤーロープ位置を求めることができる。
以下、本発明に係るワイヤーロープ検査装置の第3の実施例について説明する。
本実施例に係るワイヤーロープ検査装置においては、ワイヤーロープ位置に対応するワイヤーロープ画像を単に表示するのではなく、ワイヤーロープ位置に対応するワイヤーロープ画像と前後の画像を結合し、指定したワイヤーロープ位置に対応する位置が中央となるようなワイヤーロープ画像を作成し(以降これを「表示用編集ワイヤーロープ画像」と呼ぶ)、この表示用編集ワイヤーロープ画像を表示する。
はじめに、本実施例に係るワイヤーロープ検査装置の構成について説明する。
図5は、本実施例に係るワイヤーロープ検査装置の構成を示した模式図である。
図5に示すように、本実施例に係るワイヤーロープ検査装置においては、第1の実施例及び第2の実施例に係るワイヤーロープ検査装置の画像表示部16において、表示用編集ワイヤーロープ画像を作成し、これを表示する。このため、記憶部14に保存されているロープ位置画像対応表を参照し、表示用編集ワイヤーロープ画像の作成に必要な、ロープ位置データとワイヤーロープ画像を記憶部14から取得する。
次に、本実施例に係るワイヤーロープ検査装置における処理の手順について説明する。
本実施例に係るワイヤーロープ検査装置においては、表示用編集ワイヤーロープ画像の作成は以下の手順で行う。
図6に示すように、はじめに、指定したワイヤーロープ位置に対応するワイヤーロープ画像と前後の画像を、基準テンプレート画像設定位置106とワイヤーロープ走行確認範囲107に入ったワイヤーロープ基準テンプレート画像に対応する画像部分の位置を基に結合する。
次に、図7に示すように、結合したワイヤーロープ画像に対して、矢印Pで示す指定したワイヤーロープ位置に対応する箇所を中央とするワイヤーロープ画像と同じ大きさの範囲を指定し、この範囲の画像を表示用編集ワイヤーロープ画像109として切り出す。
以上のように、本実施例に係るワイヤーロープ検査装置によれば、第1の実施例及び第2の実施例に係るワイヤーロープ検査装置の効果に加え、画像表示部16に指定したワイヤロープ位置が撮影したワイヤーロープ画像の端にある場合でも、矢印Pで示す指定したワイヤロープ位置が画像中央に存在する表示用編集ワイヤーロープ画像109を画像表示部16するため、作業者にとってワイヤーロープ100の状態を検査しやすい画像を常に表示することができる。
本発明は、例えば、エレベータやクレーン等のワイヤーロープ検査装置に利用することが可能であり、特に、ワイヤーロープを走行しながら連続撮影し、撮影結果を表示するワイヤーロープ検査装置に利用することができる。
10 カメラ
11 画像入力部
12 画像一時保存部
13 画像解析部
14 記憶部
15 処理設定部
16 画像表示部
100 ワイヤーロープ
101 照明
102 かご
103,104 ワイヤーロープ上の局部的な模様
105 撮影画像
106 基準テンプレート画像設定範囲
107 ワイヤーロープ走行確認範囲
108 ワイヤーロープ基準テンプレート画像に対応する位置
109 表示用編集ワイヤーロープ画像

Claims (3)

  1. ワイヤーロープを走行しながら連続撮影する撮影手段と、
    影画像を保存する記憶手段と
    撮影画像中のワイヤーロープ進行方向に対して基準テンプレート画像設定範囲とワイヤーロープ走行確認範囲を撮影画像の両端付近にそれぞれ設定し、1フレーム前の撮影画像中の、前記基準テンプレート画像設定範囲の部分画像であるワイヤーロープ基準テンプレート画像に対応する位置に対して、ワイヤーロープ進行方向側に予め設定した相対位置に探索範囲を逐次設定する処理設定手段と、
    前記探索範囲において前記ワイヤーロープ基準テンプレート画像に対応する位置を逐次探索し、当該ワイヤーロープ基準テンプレート画像が、前記ワイヤーロープ走行確認範囲に完全に入ると、ワイヤーロープの実際の移動量を計算することで、撮影画像とワイヤーロープ位置の対応付けをする画像解析手段と
    を備える
    ことを特徴とするワイヤーロープ検査装置。
  2. ワイヤーロープ位置に対応した画像を表示する画像表示手段を備える
    ことを特徴とする請求項1に記載のワイヤーロープ検査装置。
  3. 前記画像解析手段は、表示するワイヤーロープ位置に対応する撮影画像と前後の撮影画像を結合し、
    前記画像表示手段は、指定したワイヤーロープ位置に対応する位置が中央となるような画像を表示する
    ことを特徴とする請求項1又は請求項に記載のワイヤーロープ検査装置。
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