JP5771097B2 - 検査支援装置、プログラム及び検査支援方法 - Google Patents
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正常と判定された検査対象物の正常画像を複数記憶した記憶手段(例えば、図8の記憶部230)と、
今回の検査対象とする検査対象物を撮影した撮影画像(例えば、図5の車両画像30)、および、前記記憶手段に記憶された複数の正常画像のうちの一の正常画像それぞれに、検査対象物に対する予め定められた相対位置に所定サイズの検査窓(例えば、図5の検査窓40)を初期設定する検査窓初期設定手段(例えば、図8の相関距離算出部222)と、
検査対象物に対する予め定められた相対方向に前記検査窓を徐々にずらすことと、前記撮影画像及び前記一の正常画像それぞれの前記検査窓内の画像同士を比較して非類似度を判定することとを繰り返し実行する画像解析手段(例えば、図8の相関距離算出部222)と、
前記画像解析手段により判定された非類似度のうちの最大の非類似度を、前記一の正常画像に対する前記撮影画像の非類似度とする非類似度個別判定手段(例えば、図8の相関距離算出部222)と、
前記一の正常画像を切り替えて、前記検査窓初期設定手段、前記画像解析手段および前記非類似度個別判定手段を繰り返し機能させ、前記非類似度個別判定手段により判定された非類似度のうちの最小の非類似度を、前記撮影画像の最終的な非類似度とする最終非類似度判定手段(例えば、図8の相関距離算出部222)と、
前記最終非類似度判定手段により判定された最終的な非類似度に基づいて、前記撮影画像に写された今回の検査対象物の異常の有無を判定する異常判定手段(例えば、図8の異常判定部223)と、
を備えた検査支援装置(例えば、図8の車両検査支援装置200)である。
今回の検査対象とする検査対象物を撮影した撮影画像、および、前記記憶手段に記憶された複数の正常画像のうちの一の正常画像それぞれに、検査対象物に対する予め定められた相対位置に所定サイズの検査窓を初期設定する検査窓初期設定手段(例えば、図8の相関距離算出部222)、
検査対象物に対する予め定められた相対方向に前記検査窓を徐々にずらすことと、前記撮影画像及び前記一の正常画像それぞれの前記検査窓内の画像同士を比較して非類似度を判定することとを繰り返し実行する画像解析手段(例えば、図8の相関距離算出部222)。
前記画像解析手段により判定された非類似度のうちの最大の非類似度を、前記一の正常画像に対する前記撮影画像の非類似度とする非類似度個別判定手段(例えば、図8の相関距離算出部222)、
前記一の正常画像を切り替えて、前記検査窓初期設定手段、前記画像解析手段および前記非類似度個別判定手段を繰り返し機能させ、前記非類似度個別判定手段により判定された非類似度のうちの最小の非類似度を、前記撮影画像の最終的な非類似度とする最終非類似度判定手段(例えば、図8の相関距離算出部222)、
前記最終非類似度判定手段により判定された最終的な非類似度に基づいて、前記撮影画像に写された今回の検査対象物の異常の有無を判定する異常判定手段(例えば、図8の異常判定部223)、
として機能させるためのプログラム(例えば、図8の車両検査支援プログラム231)を構成することとしてもよい。
今回の検査対象とする検査対象物を撮影した撮影画像、および、前記記憶手段に記憶された複数の正常画像のうちの一の正常画像それぞれに、検査対象物に対する予め定められた相対位置に所定サイズの検査窓を初期設定する検査窓初期設定ステップ(例えば、図10のステップA5)と、
検査対象物に対する予め定められた相対方向に前記検査窓を徐々にずらすことと、前記撮影画像及び前記一の正常画像それぞれの前記検査窓内の画像同士を比較して非類似度を判定することとを繰り返し実行する画像解析ステップ(例えば、図10のステップA7)と、
前記画像解析ステップで判定された非類似度のうちの最大の非類似度を、前記一の正常画像に対する前記撮影画像の非類似度とする非類似度個別判定ステップ(例えば、図10のステップS9)と、
前記一の正常画像を切り替えて、前記検査窓初期設定ステップ、前記画像解析ステップおよび前記非類似度個別判定ステップを繰り返し実行し、前記非類似度個別判定ステップで判定された非類似度のうちの最小の非類似度を、前記撮影画像の最終的な非類似度とする最終非類似度判定ステップ(例えば、図10のループAの処理)と、
前記最終非類似度判定ステップで判定された最終的な非類似度に基づいて、前記撮影画像に写された今回の検査対象物の異常の有無を判定する異常判定ステップ(例えば、図10のステップS11〜S13)と、
を含む検査支援方法を構成することとしてもよい。
前記異常判定手段により異常有りと判定された場合に、前記撮影画像を表示制御するとともに、前記最終的な非類似度とされた前記検査窓の当該撮影画像中の位置を識別表示する異常判定位置表示制御手段(例えば、図8の報知制御部225)を更に備えた検査支援装置を構成することとしてもよい。
検査対象物の通過地点に向けて設置され、検査対象物の一部分を撮影範囲として検査対象物の通過に従って連続撮影することで検査対象物の通過方向全体を撮影させる撮影制御手段(例えば、図1の撮影装置100)により連続撮影された画像から、検査対象物の通過方向全体が収まった1つの全体画像を前記撮影画像として生成する全体画像生成手段(例えば、図8の車両画像作成部221)を更に備えた検査支援装置を構成することとしてもよい。
前記記憶手段は、今回の検査対象物と同一種類を含む複数種類の検査対象物の正常画像を記憶しており、
前記非類似度個別判定手段により最大の非類似度が判定され、前記最終非類似度判定手段により最小の非類似度が最終的な非類似度と判定されることによって、前記最終的な非類似度に係る正常画像の種類が自動的に今回の検査対象物と同一種類となることを特徴とする検査支援装置を構成することとしてもよい。
図1は、本実施形態の車両検査支援システム1の全体構成図である。図1に示すように、車両検査支援システム1は、撮影装置100と、車両検査支援装置200とを備えて構成される。
本実施形態における車両検査支援処理の原理を説明する。
先ず、撮影装置100による撮影画像20から、1車両全体が写った車両画像30を作成する。鉄道車両は横方向(進行方向)に細長い。線路脇に設置された撮影装置100は列車10を至近距離から撮影するため、車両全体を1枚の画像に収めることは難しく、むしろ、最終的に高精度な撮影画像を得るために、車両の一部分を撮影するように画角及び配置位置が定められている。撮影装置100で連続撮影(動画撮影)された各静止画像を合成することで、1車両全体が写った全体画像である車両画像30を作成する。
車両画像30を作成(合成)したならば、この車両画像30を用いて、写っている車両の異常の有無を判断する。具体的には、今回の車両画像30を、過去の「正常」な車両画像30と比較して、両者が大きく異なる場合に、今回の車両画像30に写っている列車に「異常」有りと判定する。
相関距離d=1−相関係数c ・・(1)
このように、車両画像30間の相関距離dを算出することで、写っている列車の異常を判定することができる。しかし、例えば図3の画像14に示すように、列車の「異常箇所」が画像全体に占める割合は小さい。このため、車両画像30全体としては類似度が比較的高くなる。例えば、図4に示す樹形図のように、「異常」が有る画像14の枝の長さが一番長いものの、全体的に見れば、他の「正常」な画像1〜13それぞれの枝の長さとの差が際だって大きいわけではない。
図8は、車両検査支援装置200の機能構成を示すブロック図である。図8に示すように、車両検査支援装置200は、機能的には、操作部211と、通信部212と、表示部213と、音出力部214と、処理部220と、記憶部230とを備えて構成される。
図10は、車両検査支援処理の流れを説明するフローチャートである。図10によれば、撮影装置100による撮影画像20を取得すると(ステップS1)、車両画像作成部221が、この撮影画像20を合成して車両画像30を作成する(ステップS3)。次いで、管理されている判定用画像それぞれを対象としたループAの処理(繰り返し処理)を行う。
このように、本実施形態の車両検査支援システム1によれば、線路脇に設置された撮影装置100によって検査対象物である列車が撮影(動画撮影)され、車両検査支援装置200が、この撮影装置100による撮影画像に写っている車両の、外観で判断できる異常の有無を判定することができる。
なお、本発明の適用可能な実施形態は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能なのは勿論である。
例えば、上述の実施形態では、車両の高さ方向全体を撮影範囲に含むように側方から撮影することにしたが、少なくとも、異常判定の対象を撮影範囲に含むように撮影できれば良い。すなわち、本実施形態のように床下機器を異常判定の対象としているならば、少なくとも、車両の下半分を撮影範囲に含むように撮影すればよい。また、例えば屋根上の機器を異常判定の対象とする場合には、車両の上半分を撮影範囲に含むように撮影したり、車両上方から俯瞰するように撮影すれば良い。また、車両検査場において、車両の下方から撮影可能な位置に撮影装置を設置し、車両の下方から床下機器が写るように撮影しても良い。
また、上述の実施形態では、検査対象物として鉄道車両を例に挙げて説明したが、例えば、自動車にも同様に適用可能である。その場合、例えばエンジンルーム内を異常判定の対象としたり、車両の底面を異常判定の対象としても良い。また、車両に限らず、例えば工場での製品検査ラインなど、移動或いは搬送される物体であって外観から異常を判断できる物体であれば、同様に適用可能である。
また、車両画像30には、車両以外の背景も写っているため、車両の画像部分だけを抽出し、残余の画像部分を削除(色データを無しとする)した上で、異常判定を行うことにしても良い。
100 撮影装置
200 車両検査支援装置
211 操作部、212 通信部、213 表示部、214 音出力部
220 処理部
221 車両画像作成部、222 相関距離算出部
223 異常判定部、224 判定用画像管理部、225 報知制御部
230 記憶部
231 車両検査支援プログラム
232 異常判定閾値データ、233 判定用画像DB
235 撮影画像データ、236 車両画像データ
10 列車
20 撮影画像、30 車両画像、40 検査窓
Claims (6)
- 正常と判定された検査対象物の正常画像であって、今回の検査対象物と同一種類を含むN種類(N≧2)それぞれの検査対象物の正常画像を複数記憶した記憶手段と、
今回の検査対象とする検査対象物を撮影した撮影画像と、前記記憶手段に記憶された正常画像のうちの一の正常画像とのそれぞれに、検査対象物に対する予め定められた相対位置に所定サイズの検査窓を初期設定する検査窓初期設定手段と、
検査対象物に対する予め定められた相対方向に前記検査窓を徐々にずらすことと、前記撮影画像及び前記一の正常画像それぞれの前記検査窓内の画像同士を比較して非類似度を判定することとを繰り返し実行する画像解析手段と、
前記画像解析手段により判定された非類似度のうちの最大の非類似度を、前記一の正常画像に対する前記撮影画像の非類似度とする非類似度個別判定手段と、
前記N種類の検査対象物の正常画像1つ1つを前記一の正常画像として切り替えて、前記検査窓初期設定手段、前記画像解析手段および前記非類似度個別判定手段を繰り返し機能させ、前記非類似度個別判定手段により判定された非類似度のうちの最小の非類似度を、前記撮影画像の最終的な非類似度とする最終非類似度判定手段と、
前記最終非類似度判定手段により判定された最終的な非類似度に基づいて、前記撮影画像に写された今回の検査対象物の異常の有無を判定する異常判定手段と、
を備え、結果的に今回の検査対象物と同一種類の検査対象物の正常画像に対する非類似度が前記最終的な非類似度となることで、今回の検査対象物の種類を指定せずとも今回の検査対象物の異常の有無が判定可能な検査支援装置。 - 前記異常判定手段により異常有りと判定された場合に、前記撮影画像を表示制御するとともに、前記最終的な非類似度とされた前記検査窓の当該撮影画像中の位置を識別表示する異常判定位置表示制御手段を更に備えた請求項1に記載の検査支援装置。
- 検査対象物の通過地点に向けて設置され、検査対象物の一部分を撮影範囲として検査対象物の通過に従って連続撮影することで検査対象物の通過方向全体を撮影する撮影制御手段により連続撮影された画像から、検査対象物の通過方向全体が収まった1つの全体画像を前記撮影画像として生成する全体画像生成手段を更に備えた請求項1又は2に記載の検査支援装置。
- 前記記憶手段は、各正常画像それぞれに係る前記最終的な非類似度に対応付けて前記正常画像を記憶しており、
前記異常判定手段により正常と判定された場合に、今回の検査対象物の撮影画像を新たな正常画像として、前記最終非類似度判定手段により判定された最終的な非類似度に対応付けて前記記憶手段に記憶し、前記記憶手段に記憶された正常画像のうち、対応付けられている最終的な非類似度が最小の正常画像を削除する判定用画像管理手段を更に備えた、
請求項1〜3の何れか一項に記載の検査支援装置。 - 正常と判定された検査対象物の正常画像であって、今回の検査対象物と同一種類を含むN種類(N≧2)それぞれの検査対象物の正常画像を複数記憶した記憶手段を備えたコンピュータを、
今回の検査対象とする検査対象物を撮影した撮影画像と、前記記憶手段に記憶された正常画像のうちの一の正常画像とのそれぞれに、検査対象物に対する予め定められた相対位置に所定サイズの検査窓を初期設定する検査窓初期設定手段、
検査対象物に対する予め定められた相対方向に前記検査窓を徐々にずらすことと、前記撮影画像及び前記一の正常画像それぞれの前記検査窓内の画像同士を比較して非類似度を判定することとを繰り返し実行する画像解析手段。
前記画像解析手段により判定された非類似度のうちの最大の非類似度を、前記一の正常画像に対する前記撮影画像の非類似度とする非類似度個別判定手段、
前記N種類の検査対象物の正常画像1つ1つを前記一の正常画像として切り替えて、前記検査窓初期設定手段、前記画像解析手段および前記非類似度個別判定手段を繰り返し機能させ、前記非類似度個別判定手段により判定された非類似度のうちの最小の非類似度を、前記撮影画像の最終的な非類似度とする最終非類似度判定手段、
前記最終非類似度判定手段により判定された最終的な非類似度に基づいて、前記撮影画像に写された今回の検査対象物の異常の有無を判定する異常判定手段、
として機能させ、結果的に今回の検査対象物と同一種類の検査対象物の正常画像に対する非類似度が前記最終的な非類似度となることで、今回の検査対象物の種類を指定せずとも今回の検査対象物の異常の有無を判定可能とさせるためのプログラム。 - 正常と判定された検査対象物の正常画像であって、今回の検査対象物と同一種類を含むN種類(N≧2)それぞれの検査対象物の正常画像を複数記憶した記憶手段を備えたコンピュータを制御して検査対象物の検査を支援する検査支援方法であって、
今回の検査対象とする検査対象物を撮影した撮影画像と、前記記憶手段に記憶された正常画像のうちの一の正常画像とのそれぞれに、検査対象物に対する予め定められた相対位置に所定サイズの検査窓を初期設定する検査窓初期設定ステップと、
検査対象物に対する予め定められた相対方向に前記検査窓を徐々にずらすことと、前記撮影画像及び前記一の正常画像それぞれの前記検査窓内の画像同士を比較して非類似度を判定することとを繰り返し実行する画像解析ステップと。
前記画像解析ステップで判定された非類似度のうちの最大の非類似度を、前記一の正常画像に対する前記撮影画像の非類似度とする非類似度個別判定ステップと、
前記N種類の検査対象物の正常画像1つ1つを前記一の正常画像として切り替えて、前記検査窓初期設定ステップ、前記画像解析ステップおよび前記非類似度個別判定ステップを繰り返し実行し、前記非類似度個別判定ステップで判定された非類似度のうちの最小の非類似度を、前記撮影画像の最終的な非類似度とする最終非類似度判定ステップと、
前記最終非類似度判定ステップで判定された最終的な非類似度に基づいて、前記撮影画像に写された今回の検査対象物の異常の有無を判定する異常判定ステップと、
を含み、結果的に今回の検査対象物と同一種類の検査対象物の正常画像に対する非類似度が前記最終的な非類似度となることで、今回の検査対象物の種類を指定せずとも今回の検査対象物の異常の有無が判定可能な検査支援方法。
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