JP6454579B2 - Aerial image processing system and aerial image processing method - Google Patents
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Description
この発明は、太陽光で発電を行うための各パネル(以下、「ソーラーパネル」と言う)により形成されるソーラーパネル出力1メガワット以上の大規模な太陽光発電システム(以下、「メガソーラー」と言う)を空撮した空撮画像データを画像処理する空撮画像処理システム及び空撮画像処理方法に関する。 The present invention relates to a large-scale photovoltaic power generation system (hereinafter referred to as “mega solar”) having a solar panel output of 1 megawatt or more formed by each panel for generating power with sunlight (hereinafter referred to as “solar panel”). The present invention relates to an aerial image processing system and an aerial image processing method for performing image processing on aerial image data obtained by aerial imaging.
近年、エネルギーを取り巻く情勢の変化に伴って再生可能エネルギーへの関心が高まりつつあり、また、再生可能エネルギーの固定価格買取制度での採算性の確保が見込めることから、メガソーラーの建設が加速している。 In recent years, the interest in renewable energy has been increasing along with the changes in the situation surrounding energy, and the construction of mega solar has accelerated because it is expected to secure profitability under the feed-in tariff system for renewable energy. ing.
ここで、雷などの自然災害が発生すると、メガソーラーを形成する各ソーラーパネルの劣化が一気に進み、早期点検が必要になる。従来は、各ソーラーパネルを人手で一枚一枚点検していたが、メガソーラーには膨大な数のソーラーパネルが設置されているため、全てのソーラーパネルを人手で点検したのでは、人的負荷が過大となる。 Here, when a natural disaster such as lightning occurs, the deterioration of each solar panel forming the mega solar progresses at a stretch, and early inspection is necessary. In the past, each solar panel was manually inspected one by one, but since a huge number of solar panels are installed in mega solar, all solar panels were manually inspected. The load is excessive.
このため、メガソーラーを形成する各ソーラーパネルの異常な発電状態を自動的に検出する技術が知られている。例えば、特許文献1には、ソーラーパネルを形成する複数の太陽電池モジュール(セル)を直列に接続した太陽電池ストリングを複数持ち、太陽電池ストリングの各々の電力出力端に逆流防止用ダイオードを接続した太陽電池発電システムの異常検出装置において、逆流防止用ダイオードに流れる電流を測定するための測定手段を含み、測定手段が逆流防止用ダイオードの両端より電力を供給されるよう構成する技術が開示されている。
For this reason, a technique for automatically detecting an abnormal power generation state of each solar panel forming the mega solar is known. For example,
しかしながら、かかる特許文献1のものは、電気回路を用いて各ソーラーパネルの異常な発電状態を検出するものであるため、この検出結果だけでは有効な保守点検を行うことができない。例えば、あるソーラーパネルの上に一時的に異物(例えば、草の葉)が載り、これに起因して電流量が低下した場合であっても、該ソーラーパネルの異常な発電状態が検出されてしまい、このソーラーパネルを保守の対象とすべきか否かを特定できない。
However, since the thing of this
このため、ドローンと呼ばれる小型無人飛行機(以下、単に「飛行体」と言う)によりメガソーラーの画像データを空撮し、空撮した画像データを用いて保守の対象となるソーラーパネルを特定する方策が考えられる。具体的には、メガソーラーを形成する各ソーラーパネル上の異常の有無を検知できる程度の高度で飛行体を飛行させ、この飛行体により撮像された空撮画像データを用いて異常の有無を検出することになる。 For this reason, a method to take aerial image of mega solar image data with a small unmanned aerial vehicle called drone (hereinafter simply referred to as “aircraft”) and identify the solar panel to be maintained using the aerial image data. Can be considered. Specifically, the flying object is made to fly at an altitude that can detect the presence or absence of abnormalities on each solar panel that forms the mega solar, and the presence or absence of abnormalities is detected using aerial image data captured by this flying object. Will do.
ところが、各ソーラーパネル上の異常を検知できる程度の高度で飛行体を飛行させた場合には、各ソーラーパネル上の異常の有無を検知することができたとしても、異常を検知したソーラーパネルが所在する位置を特定できないという問題がある。メガソーラーは、その外観が同一の膨大な数のソーラーパネルから形成されているからである。一方、ソーラーパネルの位置を特定できる程度の高い高度で飛行体を飛行させたのでは、各ソーラーパネル上の異常の有無を検知することが難しくなる。このように、空撮によって各ソーラーパネル上の異常の有無を検知する点と、ソーラーパネルが所在する位置を特定する点は、ある意味でトレードオフの関係にあり、それゆえに空撮によるメガソーラーの点検が普及していないのが実情である。 However, when flying an aircraft at an altitude that can detect anomalies on each solar panel, even if the presence of anomalies on each solar panel can be detected, There is a problem that the location can not be specified. This is because the mega solar is formed from a large number of solar panels having the same appearance. On the other hand, if the flying object is caused to fly at a high altitude that can identify the position of the solar panel, it becomes difficult to detect the presence or absence of an abnormality on each solar panel. In this way, there is a trade-off relationship between the point of detecting the presence or absence of abnormality on each solar panel by aerial photography and the point of specifying the location where the solar panel is located. The actual situation is that inspections are not widespread.
これらのことから、飛行体による空撮によってメガソーラーを形成する各ソーラーパネル上の異常の有無を検知する場合に、いかにして各ソーラーパネルが所在する位置を特定するかが重要な課題となっている。 Therefore, when detecting the presence or absence of abnormalities on each solar panel that forms a mega solar by aerial photography with a flying object, how to identify the location of each solar panel is an important issue. ing.
本発明は、上記の従来技術の課題を解消するためになされたものであって、飛行体による空撮によってメガソーラーを形成する各ソーラーパネル上の異常の有無を検知する場合に、各ソーラーパネルが所在する位置を効率良く特定することができる空撮画像処理システム及び空撮画像処理方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems of the prior art, and each solar panel is used to detect the presence or absence of abnormality on each solar panel forming a mega solar by aerial photography using a flying object. It is an object of the present invention to provide an aerial image processing system and an aerial image processing method capable of efficiently specifying the position where the camera is located.
上述した課題を解決し、目的を達成するため、請求項1に記載の発明は、メガソーラーの上空を飛行しつつ、該メガソーラーの一部を形成する複数のソーラーパネルを含む映像データを空撮する撮像装置を搭載した飛行体と、前記飛行体の撮像装置により空撮された映像データに含まれる空撮画像データを画像処理する空撮画像処理装置とを含む空撮画像処理システムであって、前記空撮画像処理装置は、隣り合う空撮画像データ間に共通のソーラーパネルが含まれるよう前記映像データから複数の空撮画像データを切り出す切出手段と、前記切出手段により切り出された隣り合う空撮画像データに共通して存在する特徴点を抽出する特徴点抽出手段と、前記特徴点抽出手段により抽出された特徴点に基づいて、前記切出手段により切り出された隣り合う空撮画像データにそれぞれ所在する共通のソーラーパネルを特定する特定手段と、前記特定手段により特定された共通のソーラーパネルに基づいて、前記切出手段により切り出された複数の空撮画像データに含まれる各ソーラーパネルのそれぞれに該ソーラーパネルを一意に識別する識別情報を付与する識別情報付与手段とを備えたことを特徴とする。
In order to solve the above-described problems and achieve the object, the invention described in
また、請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、前記撮像装置は、赤外光の映像データと可視光の映像データとをそれぞれ撮像し、前記切出手段は、前記赤外光の映像データから複数の赤外光の空撮画像データを切り出すとともに、前記可視光の映像データから複数の可視光の空撮画像データを切り出し、前記特徴点抽出手段は、前記赤外光の空撮画像データと前記可視光の空撮画像データのうち少なくとも一方から特徴点を抽出し、前記特定手段は、前記赤外光の空撮画像データ間又は前記可視光の空撮画像データ間で共通のソーラーパネルを特定し、前記識別情報付与手段は、前記特定手段により特定された共通のソーラーパネルに基づいて、前記複数の赤外光の空撮画像データに含まれる各ソーラーパネルのそれぞれに該ソーラーパネルを一意に識別する識別情報を付与するとともに、前記複数の可視光の空撮画像データに含まれる各ソーラーパネルのそれぞれに該ソーラーパネルを一意に識別する識別情報を付与することを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the imaging device images infrared light image data and visible light image data, respectively, and the cutting means A plurality of infrared aerial image data is cut out from the infrared light video data, and a plurality of visible aerial image data is cut out from the visible light video data. A feature point is extracted from at least one of the aerial image data of light and the aerial image data of visible light, and the specifying unit includes the aerial image data of visible light or between the aerial image data of infrared light. A common solar panel is identified among the solar panels included in the aerial image data of the plurality of infrared light based on the common solar panel identified by the identification unit. Each The identification information for uniquely identifying the solar panel is given, and the identification information for uniquely identifying the solar panel is given to each of the solar panels included in the plurality of aerial image data of visible light And
また、請求項3に記載の発明は、請求項2に記載の発明において、前記特徴点抽出手段は、前記赤外光の空撮画像データにおける輝度の分布から前記特徴点を抽出することを特徴とする。
The invention according to
また、請求項4に記載の発明は、請求項1、2又は3に記載の発明において、前記ソーラーパネルの近傍に設置された標識部材をさらに備え、前記特徴点抽出手段は、前記空撮画像データに含まれる標識部材の像を用いて前記特徴点を抽出することを特徴とする。
The invention according to
また、請求項5に記載の発明は、請求項1〜4のいずれか一つに記載の発明において、前記切出手段は、前記飛行体の飛行速度、前記飛行体の飛行高度及び前記撮像装置の画角に基づいて、前記映像データから前記空撮画像データを切り出す間隔を算定することを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, in the invention according to any one of the first to fourth aspects, the cutting means includes a flying speed of the flying object, a flying altitude of the flying object, and the imaging device. The interval at which the aerial image data is cut out from the video data is calculated based on the angle of view.
また、請求項6に記載の発明は、請求項1〜5のいずれか一つに記載の発明において、前記特定手段は、1の空撮画像データに含まれる複数のソーラーパネルの位置関係を判別し、前記識別情報付与手段は、前記共通のソーラーパネルと、前記空撮画像データに含まれる複数のソーラーパネルの位置関係とに基づいて前記複数の空撮画像データに含まれる各ソーラーパネルの位置関係を判別し、各ソーラーパネルに前記識別情報を付与することを特徴とする。
The invention according to
また、請求項7に記載の発明は、メガソーラーの上空を飛行しつつ、該メガソーラーの一部を形成する複数のソーラーパネルを含む映像データを空撮する撮像装置を搭載した飛行体と、前記飛行体の撮像装置により空撮された映像データに含まれる空撮画像データを画像処理する空撮画像処理装置とを含む空撮画像処理システムによる空撮画像処理方法であって、隣り合う空撮画像データ間に共通のソーラーパネルが含まれるよう前記映像データから複数の空撮画像データを切り出す切出ステップと、前記切出ステップにより切り出された隣り合う空撮画像データに共通して存在する特徴点を抽出する特徴点抽出ステップと、前記特徴点抽出ステップにより抽出された特徴点に基づいて、前記切出ステップにより切り出された隣り合う空撮画像データにそれぞれ所在する共通のソーラーパネルを特定する特定ステップと、前記特定ステップにより特定された共通のソーラーパネルに基づいて、前記切出ステップにより切り出された複数の空撮画像データに含まれる各ソーラーパネルのそれぞれに該ソーラーパネルを一意に識別する識別情報を付与する識別情報付与ステップとを含むことを特徴とする。
The invention according to
本発明によれば、飛行体がメガソーラーの上空を飛行しつつ該メガソーラーの一部を形成する複数のソーラーパネルを空撮した映像データを用い、隣り合う空撮画像データ間に共通のソーラーパネルが含まれるよう映像データから複数の空撮画像データを切り出し、隣り合う空撮画像データに共通して存在する特徴点を抽出し、隣り合う空撮画像データにそれぞれ所在する共通のソーラーパネルを特徴点に基づいて特定し、共通のソーラーパネルに基づいて複数の空撮画像データに含まれる各ソーラーパネルのそれぞれに該ソーラーパネルを一意に識別する識別情報を付与するので、飛行体による空撮によってメガソーラーを形成する各ソーラーパネル上の異常の有無を検知する場合に、各ソーラーパネルが所在する位置を効率良く特定することができる。 According to the present invention, an image of a plurality of solar panels forming part of the mega solar while the flying object flies over the mega solar is used, and a solar common to adjacent aerial image data is used. Cut out multiple aerial image data from video data to include panels, extract feature points that are common to adjacent aerial image data, and install a common solar panel located in each adjacent aerial image data Since identification information that uniquely identifies the solar panel is assigned to each of the solar panels included in the plurality of aerial image data based on the common solar panel based on the characteristic points, When detecting the presence or absence of abnormality on each solar panel that forms a mega solar by using, to efficiently identify the location where each solar panel is located Door can be.
以下に、添付図面を参照して、本発明に係る空撮画像処理システム及び空撮画像処理方法の好適な実施例を詳細に説明する。 Exemplary embodiments of an aerial image processing system and an aerial image processing method according to the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.
図1は、実施例に係る空撮画像処理についての説明図である。実施例に係る空撮画像処理システムは、飛行体によりメガソーラーの画像データを空撮し、空撮した画像データを用いて保守の対象となるソーラーパネルを特定する。 FIG. 1 is an explanatory diagram of aerial image processing according to the embodiment. The aerial image processing system according to the embodiment aerially captures mega solar image data using a flying object, and identifies a solar panel to be maintained using the aerial image data.
具体的には、図1(a)に示すように、飛行体30がメガソーラーの上空を飛行しつつ、該メガソーラーの一部を形成する複数のソーラーパネル40を含む映像データを空撮する。このとき、飛行体30は、ソーラーパネル40における異常の有無を検知できる程度の高度で飛行する。
Specifically, as shown in FIG. 1A, the
そして、飛行体30により撮像された映像データから複数の画像データを切り出す。このとき、映像データの1フレーム分を1つの画像データとして切り出す。また、切り出した複数の映像データのうち、時系列において隣り合う画像データ間に共通のソーラーパネルの像が含まれるように切り出しを行なう。
Then, a plurality of image data is cut out from the video data captured by the flying
さらに、隣り合う画像データ間に共通して存在する特徴点を抽出し、抽出した特徴点によりソーラーパネルの対応付けを行なって、映像データに含まれるソーラーパネルを一意に識別する識別情報を付与する。 Furthermore, feature points that exist in common between adjacent image data are extracted, solar panels are associated with the extracted feature points, and identification information for uniquely identifying the solar panels included in the video data is given. .
図1(b)は、映像データから切り出された3つの画像データF1〜F3を示している。ここで、映像データは、赤外光の映像データであり、画像データF1〜F3は赤外光の画像データである。 FIG. 1B shows three image data F1 to F3 cut out from the video data. Here, the video data is infrared video data, and the image data F1 to F3 are infrared light image data.
ソーラーパネル40は、可視光の画像データでは同一の外観であっても、赤外光の画像データでは輝度に差が生ずる場合がある。例えば、ソーラーパネル40の性能のばらつきにより出力が異なる場合には、出力の差によりソーラーパネル40の温度に差が生じ、この温度差が赤外光の画像データでは輝度差として現れる。同様に、保守の対象とすべきソーラーパネル40についても、その動作状態の異常が温度に現れ、赤外光の画像データにおける輝度差となる。図1(b)の画像データF1〜F3では、ソーラーパネル40の輝度の違いを網掛けによって示している。
Even if the
本実施例に係る空撮画像処理システムは、赤外光の画像データにおけるソーラーパネル40の輝度の分布パターンを特徴として利用し、時系列において隣り合う画像データ間で共通する特徴を重ね合わせることで、複数の画像データをつなぎ合わせる。図1(c)では、ソーラーパネル40の輝度の分布パターンが一致するように画像データF1〜F3をつなぎ合わせた状態を示している。
The aerial image processing system according to the present embodiment uses the distribution pattern of the brightness of the
このように、飛行体30により撮像したメガソーラーの映像データから複数の画像データを切り出し、隣り合う画像データに共通して存在する特徴を抽出し、抽出した特徴に基づいて画像データをつなぎ合わせることで、メガソーラーに含まれる複数のソーラーパネル40の位置関係を判別し、各ソーラーパネル40を一意に識別する識別情報を付与することができる。
In this way, a plurality of image data is cut out from the mega solar video data captured by the flying
そして、このように各ソーラーパネルを一意に識別する識別情報を付与すれば、メガソーラーを形成する各ソーラーパネル上の異常の有無を検知する場合に、各ソーラーパネルが所在する位置を効率良く特定することができる。 And by providing identification information that uniquely identifies each solar panel in this way, when detecting the presence or absence of abnormality on each solar panel forming a mega solar, the location where each solar panel is located can be identified efficiently can do.
次に、空撮画像処理システムの構成について説明する。図2は、空撮画像処理システムのシステム構成を示す構成図である。図2に示すように、空撮画像処理システムは、飛行体30と空撮画像処理装置10とを有する。
Next, the configuration of the aerial image processing system will be described. FIG. 2 is a configuration diagram showing a system configuration of the aerial image processing system. As shown in FIG. 2, the aerial image processing system includes a flying
飛行体30は、撮像ユニット31、GPS(Global Positioning System)ユニット32、無線通信部33、複数の回転翼34、記憶部35及び制御部36を有する。
The flying
撮像ユニット31は、赤外光カメラと可視光カメラとを有する。赤外光カメラと可視光カメラとは、同一の範囲を同時に撮像する。赤外光カメラにより撮像された赤外光の映像データと、可視光カメラにより撮像された可視光の映像データとは、それぞれ制御部36に出力される。
The
GPSユニット32は、複数のGPS衛星から信号を受信して自装置の位置を特定するユニットである。無線通信部33は、空撮画像処理装置10と無線通信するためのインタフェース部である。複数の回転翼34は、制御部36からの制御を受けて個別に回転し、飛行体30の姿勢制御及び移動を実現する。
The
記憶部35は、ハードディスク装置や不揮発性メモリ等の記憶デバイスであり、飛行履歴データ35a、赤外映像データ35b及び可視映像データ35cを記憶する。飛行履歴データ35aは、飛行体30の飛行の履歴を時刻とともに記録したデータであり、各時刻における位置情報、飛行高度、飛行方向、飛行速度が示されている。赤外映像データ35bは、撮像ユニット31の赤外光カメラにより撮像された赤外光の映像データである。可視映像データ35cは、撮像ユニット31の可視光カメラにより撮像された可視光の映像データである。
The
制御部36は、飛行体30を全体制御する制御部であり、飛行制御部36a及び撮像制御部36bを有する。飛行制御部36aは、予め設定された飛行経路とGPSユニット32が出力する位置情報とを用いて複数の回転翼34を制御することで、飛行を制御する。
The
撮像制御部36bは、撮像ユニット31にソーラーパネル40を撮像させ、得られた赤外映像データ35b及び可視映像データ35cを飛行履歴データ35aと対応付けて記憶部35に格納する。また、撮像制御部36bは、飛行履歴データ35a、赤外映像データ35b及び可視映像データ35cを空撮画像処理装置10に送信する。飛行履歴データ35a、赤外映像データ35b及び可視映像データ35cの空撮画像処理装置10への送信は、飛行中にリアルタイムで行ってもよいし、飛行の終了後に一括して行ってもよい。
The
空撮画像処理装置10は、表示部11、入力部12、無線通信部13、記憶部15及び制御部16を有する。表示部11は、液晶パネルやディスプレイ装置等である。入力部12は、キーボードやマウス等である。無線通信部13は、飛行体30と無線通信するためのインタフェース部である。
The aerial
記憶部15は、ハードディスク装置や不揮発性メモリ等の記憶デバイスであり、パネル設置データ15a、赤外画像合成データ15b及び可視画像合成データ15cを記憶する。パネル設置データ15aは、ソーラーパネル40の設置位置や該ソーラーパネル40の製造に係る情報を示すデータである。
The
赤外画像合成データ15bは、赤外映像データ35bから切り出された画像データをつなぎ合わせ、各ソーラーパネル40に識別情報を付与したデータである。可視画像合成データ15cは、可視映像データ35cから切り出された画像データをつなぎ合わせ、各ソーラーパネル40に識別情報を付与したデータである。
The infrared
制御部16は、空撮画像処理装置10を全体制御する制御部であり、切出部16a、特徴抽出部16b、共通パネル特定部16c、識別情報付与部16d及び異常検知部16eを有する。実際には、これらの機能部に対応するプログラムを図示しないROMや不揮発性メモリに記憶しておき、これらのプログラムをCPU(Central Processing Unit)にロードして実行することにより、切出部16a、特徴抽出部16b、共通パネル特定部16c、識別情報付与部16d及び異常検知部16eにそれぞれ対応するプロセスを実行させることになる。
The
切出部16aは、飛行体30から飛行履歴データ35a、赤外映像データ35b及び可視映像データ35cを取得し、それぞれから画像データを切り出す処理部である。切出部16aは、既に説明したように、映像データの1フレーム分を1つの画像データとして切り出す。また、切り出した複数の映像データのうち、時系列において隣り合う画像データ間に共通のソーラーパネルの像が含まれるように切り出しを行なう。具体的には、飛行履歴データ35aを参照して飛行体30の飛行高度及び飛行速度を取得し、時系列において隣り合う画像データが所定の比率で重なるように画像データの切出し間隔を決定する。
The
特徴抽出部16bは、隣り合う画像データに共通して存在する特徴を抽出する処理部である。赤外光の画像データでは、ソーラーパネル40の輝度の分布パターンを特徴として利用することができる。可視光の画像データでは、ソーラーパネル40の周囲の物品などを特徴として利用することができる。赤外光や可視光の画像データからの特徴の抽出については、任意のアルゴリズムを用いればよい。
The
共通パネル特定部16cは、特徴抽出部16bにより抽出された特徴に基づいて、隣り合う画像データにそれぞれ所在する共通のソーラーパネル40を特定する処理部である。具体的には、共通パネル特定部16cは、それぞれの画像データに対して画像処理を行なってソーラーパネル40を認識し、それぞれの画像データ内でのソーラーパネル40の位置関係を判別する。そして、画像データ間に共通して存在する特徴から画像データ間の対応関係を決定し、画像データ間の対応関係と、画像データ内のソーラーパネル40の位置関係から、共通のソーラーパネル40を特定する。
The common
ソーラーパネル40を認識する画像処理としては、例えば、エッジを抽出し、直線を検出し、直線により囲まれた領域を検出し、該領域の大きさが所定の範囲内である場合にソーラーパネル40であると認識すればよい。
Image processing for recognizing the
識別情報付与部16dは、共通パネル特定部16cにより特定された共通のソーラーパネル40に基づいて複数の画像データをつなぎ合わせ、各ソーラーパネル40に識別情報を付与して合成画像データを生成し、記憶部15に格納する。なお、赤外映像データ35bからは赤外画像合成データ15bを、可視映像データ35cからは可視画像合成データ15cをそれぞれ生成する。また、複数の画像データをつなぎ合わせる場合には、共通のソーラーパネル40の形状やサイズなどが一致するよう必要に応じて画像変換を行なう。
The identification
異常検知部16eは、赤外画像合成データ15b及び可視画像合成データ15cを用いて異常の検知を行なう処理部である。赤外画像合成データ15bからは、温度の異常を検知できる。例えば、ソーラーパネル40の温度が高すぎる場合には、該ソーラーパネル40上の異物などにより不適切な抵抗成分が生じていることが示される。また、ソーラーパネル40の温度が低すぎる場合には、該ソーラーパネル40が正常に動作していないことが示される。可視画像合成データ15cからは、ソーラーパネル40の物理的な破損や汚れ、異物などを検知できる。
The
さらに、赤外画像合成データ15bと可視画像合成データ15cを対応付けることで、異常についての分析が可能である。例えば、赤外画像合成データ15bにより異常な高温が検知され、可視画像合成データ15cにより異物が検知されれば、異物によりソーラーパネル40の温度が上昇したと分析可能である。異常検知部16eは、異常の検知と分析の結果を表示部11等に出力する。なお、赤外画像合成データ15bと可視画像合成データ15cの一方のみで異常が検知されたソーラーパネル40であっても、対応する他方の画像データを合わせて出力することが望ましい。
Further, by analyzing the infrared image
次に、空撮画像処理装置10の記憶部15が記憶するデータについて説明する。図3は、空撮画像処理装置10の記憶部15が記憶するデータの説明図である。図3(a)に示すパネル設置データ15aは、ソーラーパネル40の識別情報であるソーラーパネルIDに対し、設置位置、設置日、製造者、型番、製造日などを対応付けている。設置位置は、該ソーラーパネル40が設置された地点を特定する。地点の特定には、例えば緯度経度を用いればよい。
Next, data stored in the
図3(a)ではパネル設置データ15aは、ソーラーパネル「P0001」であるソーラーパネル40の設置位置が「35.670986,139.745882」であり、設置日が「20130610」であり、製造者が「malso」であり、型番が「slp−07」であり、製造年月が「20130202」であることを示している。
In FIG. 3A, the
図3(b)に示す赤外画像合成データ15bは、赤外映像データ35bから切り出された画像データをつなぎ合わせ、各ソーラーパネル40に識別情報を付与したデータである。この赤外画像合成データ15bは、メガソーラーを形成する各ソーラーパネル40の位置関係を示すとともに、各ソーラーパネル40に識別情報として番号(1〜69)を付している。
The infrared
図3(c)に示す可視画像合成データ15cは、可視映像データ35cから切り出された画像データをつなぎ合わせ、各ソーラーパネル40に識別情報を付与したデータである。この可視画像合成データ15cは、メガソーラーを形成する各ソーラーパネル40の位置関係を示すとともに、各ソーラーパネル40に識別情報として番号(1〜69)を付している。
The visible image
次に、切出部16aによる画像データの切出し間隔について説明する。図4は、切出部16aによる画像データの切出し間隔についての説明図である。図4に示すように、ソーラーパネル40から飛行体30までの高度である飛行高度をh、飛行速度をv、撮像ユニット31の画角をθとすると、時刻t1の画像データと時刻t2の画像データとの重なり率がRとなる切出し間隔T(t2−t1)は、
切出部16aは、飛行履歴データ35aに示された飛行体30の飛行高度及び飛行速度に基づいて、重なり率がRとなる切出し間隔Tを算出する。そして、±thを誤差範囲として、T±thの間隔で画像データの切出しを行なう。
The
図5は、切出部16aによる画像データの切出処理を示すフローチャートである。図5のフローチャートは、映像データからn番目の画像データFnを切り出す際の処理手順を示しており、(n−1)番目の画像データを切り出した後に開始される。なお、(n−1)番目の画像データが撮像された時刻をt(n−1)とする。
FIG. 5 is a flowchart showing image data extraction processing by the
切出部16aは、まず、次のフレームを読み込む(ステップS101)。このとき、読み込んだフレームの撮像時刻がtnである。切出部16aは、tn−t(n−1)とT+thとを比較する(ステップS102)。
The
tn−t(n−1)≦T+thであれば(ステップS102;No)、切出部16aは、tn−t(n−1)とT−thとを比較する(ステップS103)。
If tn−t (n−1) ≦ T + th (step S102; No), the
tn−t(n−1)≦T−thであれば(ステップS103;No)、(n−1)番目の画像データを切り出してから十分な時間が経過していないので、ステップS101に移行して次のフレームを読み込む。 If tn−t (n−1) ≦ T−th (Step S103; No), since sufficient time has not elapsed since the (n−1) th image data is cut out, the process proceeds to Step S101. Read the next frame.
tn−t(n−1)>T−thであれば(ステップS103;Yes)、切出部16aは、現在のフレームの画像の状態が良好であるか否かを判定する(ステップS104)。現在のフレームの画像状態が良好でなければ(ステップS104;No)、切出部16aは、ステップS101に移行して次のフレームを読み込む。
If tn-t (n-1)> T-th (step S103; Yes), the
現在のフレームの画像状態が良好であれば(ステップS104;Yes)、切出部16aは、現在のフレームを画像データFnとしてサンプリングする(ステップS105)。そして、nをインクリメントし(ステップS106)、処理を終了する。
If the image state of the current frame is good (step S104; Yes), the
なお、tn−t(n−1)>T+thであれば(ステップS102;Yes)、良好な画像データが得られないままT+thを超過しているので、画像データFnのサンプリングを行なわず、nをインクリメントして(ステップS106)、処理を終了する。この場合には、次の処理でのt(n−1)はt(n−2)+Tを用いる。 If tn−t (n−1)> T + th (step S102; Yes), since T + th is exceeded without obtaining good image data, n is not sampled without sampling the image data Fn. Increment (step S106), the process is terminated. In this case, t (n-2) + T is used as t (n-1) in the next process.
次に、画像データのつなぎ合わせについて説明する。図6は、画像データのつなぎ合わせにかかる処理手順を示すフローチャートである。まず、特徴抽出部16bは、同一の映像データから切り出した複数の画像データから1つの画像データを取得し、ベース画像データとする(ステップS201)。そして、特徴抽出部16bは、ベース画像データの特徴を抽出する(ステップS202)。
Next, image data stitching will be described. FIG. 6 is a flowchart showing a processing procedure for joining image data. First, the
その後、特徴抽出部16bは、ベース画像データに隣接する画像データを追加する画像データとして取得し(ステップS203)、追加する画像データの特徴を抽出する(ステップS204)。
Thereafter, the
共通パネル特定部16cは、ベース画像データの特徴と追加する画像データの特徴とを対応付ける(ステップS205)。識別情報付与部16dは、追加する画像データの形状やサイズをベース画像データに合わせて変換(ステップS206)し、ベース画像データに追加する画像データを重ね合わせてベース画像データを更新する(ステップS207)。
The common
その後、識別情報付与部16dは、他に追加する画像データが残っているか否かを判定し、追加する画像データが残っていれば(ステップS208;Yes)、ステップS203に移行する。そして、全ての画像データの処理が終了したならば(ステップS208;No)、ベース画像データの各ソーラーパネルに識別情報を付与し、合成画像データとして出力して(ステップS209)、処理を終了する。
Thereafter, the identification
次に、特徴の利用についてさらに説明する。既に説明したように、赤外映像データ35bからは赤外光の画像データを切り出して赤外画像合成データ15bを生成し、可視映像データ35cからは可視光の画像データを切り出して可視画像合成データ15cを生成する。ここで、赤外光の画像データ間を対応付ける際に用いる特徴は、赤外光の画像データ自体の特徴に限らない。可視光の画像データ間の対応関係が特定できれば、同一の時刻に撮像された赤外光の画像データ間の対応関係も特定できるのである。同様に、赤外光の画像データ間の対応関係が特定できれば、同一の時刻に撮像された可視光の画像データ間の対応関係も特定できる。
Next, the use of features will be further described. As described above, infrared image data is cut out from the
図7は、赤外光と可視光の画像データにおける特徴の相互利用についての説明図である。図7(a)では、時刻t1に赤外光の画像データF1aと、可視光の画像データF1bとが撮像されている。また、時刻t2に赤外光の画像データF2aと、可視光の画像データF2bとが撮像されている。そして、時刻t3に赤外光の画像データF3aと、可視光の画像データF3bとが撮像されている。 FIG. 7 is an explanatory diagram of mutual use of features in infrared light and visible light image data. In FIG. 7A, infrared image data F1a and visible light image data F1b are captured at time t1. In addition, infrared light image data F2a and visible light image data F2b are captured at time t2. At time t3, infrared light image data F3a and visible light image data F3b are captured.
赤外光の画像データF1aと赤外光の画像データF2aとの間には、特徴として利用可能な輝度の分布パターンが存在する。一方、赤外光の画像データF2aと赤外光の画像データF3aとの間には、特徴として利用可能な輝度の分布パターンが存在しない。 Between the infrared light image data F1a and the infrared light image data F2a, there is a luminance distribution pattern that can be used as a feature. On the other hand, there is no luminance distribution pattern that can be used as a feature between the infrared light image data F2a and the infrared light image data F3a.
また、可視光の画像データF1bと可視光の画像データF2bとの間には、特徴として利用可能な物品の像等は存在しない。一方、可視光の画像データF2bと可視光の画像データF3bとの間には、特徴として利用可能な樹木の像が存在する。 Further, there is no image of an article that can be used as a feature between the visible light image data F1b and the visible light image data F2b. On the other hand, there is an image of a tree that can be used as a feature between the visible light image data F2b and the visible light image data F3b.
そこで、時刻t1に撮像した画像データ(F1a,F1b)と時刻t2に撮像した画像データ(F2a,F2b)とは赤外光の画像データ間(F1a、F2a)の特徴によって対応付ける。そして、時刻t2に撮像した画像データ(F2a,F2b)と時刻t3に撮像した画像データ(F3a,F3b)とは可視光の画像データ間(F1b、F2b)の特徴によって対応付ける。 Therefore, the image data (F1a, F1b) imaged at time t1 and the image data (F2a, F2b) imaged at time t2 are associated with each other by the feature between the infrared light image data (F1a, F2a). Then, the image data (F2a, F2b) imaged at time t2 and the image data (F3a, F3b) imaged at time t3 are associated with each other by the characteristic between the visible light image data (F1b, F2b).
図7(b)に示す赤外画像合成データLFaは、かかる特徴の相互利用を行なって赤外光の画像データF1a〜F3aから生成した合成画像データである。また、図7(b)に示す可視画像合成データLFbは、かかる特徴の相互利用を行なって可視の画像データF1b〜F3bから生成した合成画像データである。 The infrared image composite data LFa shown in FIG. 7B is composite image data generated from the infrared light image data F1a to F3a through mutual use of such features. Further, the visible image composite data LFb shown in FIG. 7B is composite image data generated from the visible image data F1b to F3b by performing mutual use of such features.
次に、識別情報の付与の具体例について説明する。図8は、識別情報の付与の具体例についての説明図である。まず、共通パネル特定部16cは、それぞれの画像データに対して画像処理を行なってソーラーパネルを認識し、画像データ内で一意な識別番号を付与するナンバリングを行なう。
Next, a specific example of giving identification information will be described. FIG. 8 is an explanatory diagram of a specific example of giving identification information. First, the common
この結果、図8(a)に示した例では、画像データF1a内のソーラーパネルには「1」〜「34」の識別番号が付与され、画像データF2a内のソーラーパネルには「1」〜「36」の識別番号が付与されている。 As a result, in the example shown in FIG. 8A, identification numbers “1” to “34” are assigned to the solar panels in the image data F1a, and “1” to “1” are assigned to the solar panels in the image data F2a. An identification number “36” is assigned.
さらに、共通パネル特定部16cは、それぞれの画像データ内でのソーラーパネルの位置関係を判別する。図8(b)に示した例では、それぞれの画像データについて、上下左右に隣接するソーラーパネル間に接続関係を持たせたリンク構造を形成することで、ソーラーパネルの位置関係を示している。
Further, the common
その後、共通パネル特定部16cは、画像データ間に共通して存在する特徴から画像データ間の対応関係を決定し、画像データ間の対応関係と、画像データ内のソーラーパネルの位置関係から、共通のソーラーパネルを特定する。
After that, the common
図8(a)及び図8(b)に示した例では、画像データF1aにおいて識別番号「22」が付与されたソーラーパネルと、画像データF2aにおいて識別番号「19」が付与されたソーラーパネルとが共通のソーラーパネルである。 In the example shown in FIG. 8A and FIG. 8B, the solar panel assigned the identification number “22” in the image data F1a, and the solar panel given the identification number “19” in the image data F2a Is a common solar panel.
識別情報付与部16dは、共通パネル特定部16cにより特定された共通のソーラーパネルを基準として、図8(c)に示すように、画像データF1aのリンク構造と画像データF2aのリンク構造とを接続する。その後、各ソーラーパネルに識別番号を振り直すリナンバリングを行なう。
The identification
このように、識別番号の振り直しを行なうことにより、複数の画像データに亘って一意な識別情報を付与することができる。図8(d)に示した例では、「1」〜「54」の識別番号が付与されている。 In this way, by reassigning the identification number, it is possible to give unique identification information over a plurality of image data. In the example shown in FIG. 8D, identification numbers “1” to “54” are assigned.
これまでの説明では、ソーラーパネルの輝度の分布パターンや、ソーラーパネルの周囲の物品などを特徴として利用する場合について説明を行なったが、予め特徴として利用可能な標識部材を設置することとしてもよい。 In the description so far, the distribution pattern of the brightness of the solar panel and the case of using an article around the solar panel as a feature have been described. However, a sign member that can be used as a feature may be installed in advance. .
図9は、標識部材の設置についての説明図である。図9に示す標識部材In1〜In3は、例えば、適切な間隔でソーラーパネル40の枠に固定し、飛行体30がソーラーパネル40を撮像した場合に常にいずれかの標識部材が映像データに映るようにする。
FIG. 9 is an explanatory diagram regarding the installation of the marker member. The sign members In1 to In3 shown in FIG. 9 are fixed to the frame of the
また、標識部材In1〜In3は、可視光で識別可能に色や形状を設定するとともに、赤外光で所定の輝度分布パターンをなすように発熱状態を設定することが好ましい。さらに、複数の標識部材In1〜In3は、個別に色、形状、発熱状態を異ならせる。 In addition, it is preferable that the marking members In1 to In3 are set in color and shape so that they can be identified with visible light, and set in a heat generation state so as to form a predetermined luminance distribution pattern with infrared light. Further, the plurality of labeling members In1 to In3 individually have different colors, shapes, and heat generation states.
このように標識部材In1〜In3を適切に配置すれば、映像データから確実に特徴を抽出し、画像データのつなぎ合わせを精度良く行なうことが可能となる。 As described above, when the labeling members In1 to In3 are appropriately arranged, it is possible to reliably extract the features from the video data and to join the image data with high accuracy.
上述してきたように、本実施例に係る点検対象特定システムは、飛行体30により撮像したメガソーラーの映像データから複数の画像データを切り出し、隣り合う画像データに共通して存在する特徴を抽出し、抽出した特徴に基づいて画像データをつなぎ合わせることで、メガソーラーに含まれる複数のソーラーパネル40の位置関係を判別し、各ソーラーパネル40を一意に識別する識別情報を付与することができる。このため、メガソーラーを形成する各ソーラーパネル上の異常の有無を検知する場合に、各ソーラーパネルが所在する位置を効率良く特定することができる。
As described above, the inspection target specifying system according to the present embodiment extracts a plurality of image data from mega solar image data captured by the flying
なお、本実施例に図示した各構成は機能概略的なものであり、必ずしも物理的に図示の構成をされていることを要しない。すなわち、各装置の分散・統合の形態は図示のものに限られず、その全部または一部を各種の負荷や使用状況等に応じて、任意の単位で機能的または物理的に分散・統合して構成することができる。 Note that each configuration illustrated in the present embodiment is functionally schematic and does not necessarily need to be physically configured as illustrated. That is, the form of distribution / integration of each device is not limited to the one shown in the figure, and all or a part thereof may be functionally or physically distributed / integrated in an arbitrary unit according to various loads or usage conditions. Can be configured.
本発明に係る空撮画像処理システム及び空撮画像処理方法は、飛行体による空撮によってメガソーラーを形成する各ソーラーパネル上の異常の有無を検知する場合に、各ソーラーパネルが所在する位置を効率良く特定する場合に適している。 In the aerial image processing system and the aerial image processing method according to the present invention, when detecting the presence or absence of an abnormality on each solar panel forming a mega solar by aerial photography by a flying object, the position where each solar panel is located is determined. Suitable for efficient identification.
10 空撮画像処理装置
11 表示部
12 入力部
13、33 無線通信部
15、35 記憶部
15a パネル設置データ
15b 赤外画像合成データ
15c 可視画像合成データ
16、36 制御部
16a 切出部
16b 特徴抽出部
16c 共通パネル特定部
16d 識別情報付与部
16e 異常検知部
30 飛行体
31 撮像ユニット
32 GPSユニット
34 回転翼
35a 飛行履歴データ
35b 赤外映像データ
35c 可視映像データ
36a 飛行制御部
36b 撮像制御部
40 ソーラーパネル
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記空撮画像処理装置は、
隣り合う空撮画像データ間に共通のソーラーパネルが含まれるよう前記映像データから複数の空撮画像データを切り出す切出手段と、
前記切出手段により切り出された隣り合う空撮画像データに共通して存在する特徴点を抽出する特徴点抽出手段と、
前記特徴点抽出手段により抽出された特徴点に基づいて、前記切出手段により切り出された隣り合う空撮画像データにそれぞれ所在する共通のソーラーパネルを特定する特定手段と、
前記特定手段により特定された共通のソーラーパネルに基づいて、前記切出手段により切り出された複数の空撮画像データに含まれる各ソーラーパネルのそれぞれに該ソーラーパネルを一意に識別する識別情報を付与する識別情報付与手段と
を備えたことを特徴とする空撮画像処理システム。 A flying object equipped with an imaging device for aerial imaging of video data including a plurality of solar panels forming part of the mega solar while flying over the mega solar, and the aerial imaged by the imaging device of the flying object An aerial image processing system including an aerial image processing device that performs image processing on aerial image data included in video data,
The aerial image processing apparatus includes:
Cutting means for cutting out a plurality of aerial image data from the video data so that a common solar panel is included between adjacent aerial image data;
Feature point extracting means for extracting feature points existing in common in the aerial image data cut out by the cutting means;
Based on the feature points extracted by the feature point extraction means, a specification means for specifying a common solar panel located in each adjacent aerial image data cut out by the cut-out means,
Based on the common solar panel specified by the specifying means, identification information for uniquely identifying the solar panel is assigned to each of the solar panels included in the plurality of aerial image data cut by the cutting means An aerial image processing system, comprising: an identification information providing unit.
前記切出手段は、前記赤外光の映像データから複数の赤外光の空撮画像データを切り出すとともに、前記可視光の映像データから複数の可視光の空撮画像データを切り出し、
前記特徴点抽出手段は、前記赤外光の空撮画像データと前記可視光の空撮画像データのうち少なくとも一方から特徴点を抽出し、
前記特定手段は、前記赤外光の空撮画像データ間又は前記可視光の空撮画像データ間で共通のソーラーパネルを特定し、
前記識別情報付与手段は、前記特定手段により特定された共通のソーラーパネルに基づいて、前記複数の赤外光の空撮画像データに含まれる各ソーラーパネルのそれぞれに該ソーラーパネルを一意に識別する識別情報を付与するとともに、前記複数の可視光の空撮画像データに含まれる各ソーラーパネルのそれぞれに該ソーラーパネルを一意に識別する識別情報を付与する
ことを特徴とする請求項1に記載の空撮画像処理システム。 The imaging device captures infrared image data and visible image data, respectively.
The cutting means cuts out a plurality of infrared light aerial image data from the infrared light video data, and cuts out a plurality of visible light aerial image data from the visible light video data,
The feature point extracting means extracts feature points from at least one of the infrared image data of the infrared light and the aerial image data of the visible light,
The specifying means specifies a common solar panel between the aerial image data of the infrared light or between the aerial image data of the visible light,
The identification information adding unit uniquely identifies each solar panel included in the aerial image data of the plurality of infrared light based on the common solar panel specified by the specifying unit. The identification information is uniquely given to each of each solar panel included in the aerial image data of the plurality of visible lights, and identification information for uniquely identifying the solar panel is given. Aerial image processing system.
前記特徴点抽出手段は、前記空撮画像データに含まれる標識部材の像を用いて前記特徴点を抽出することを特徴とする請求項1、2又は3に記載の空撮画像処理システム。 It further comprises a marker member installed in the vicinity of the solar panel,
The aerial image processing system according to claim 1, wherein the feature point extraction unit extracts the feature points using an image of a marker member included in the aerial image data.
前記識別情報付与手段は、前記共通のソーラーパネルと、前記空撮画像データに含まれる複数のソーラーパネルの位置関係とに基づいて前記複数の空撮画像データに含まれる各ソーラーパネルの位置関係を判別し、各ソーラーパネルに前記識別情報を付与する
ことを特徴とする請求項1〜5のいずれか一つに記載の空撮画像処理システム。 The specifying means determines the positional relationship of a plurality of solar panels included in one aerial image data,
The identification information providing means determines the positional relationship of each solar panel included in the plurality of aerial image data based on the common solar panel and the positional relationship between the plurality of solar panels included in the aerial image data. It discriminate | determines and provides the said identification information to each solar panel. The aerial image processing system as described in any one of Claims 1-5 characterized by the above-mentioned.
隣り合う空撮画像データ間に共通のソーラーパネルが含まれるよう前記映像データから複数の空撮画像データを切り出す切出ステップと、
前記切出ステップにより切り出された隣り合う空撮画像データに共通して存在する特徴点を抽出する特徴点抽出ステップと、
前記特徴点抽出ステップにより抽出された特徴点に基づいて、前記切出ステップにより切り出された隣り合う空撮画像データにそれぞれ所在する共通のソーラーパネルを特定する特定ステップと、
前記特定ステップにより特定された共通のソーラーパネルに基づいて、前記切出ステップにより切り出された複数の空撮画像データに含まれる各ソーラーパネルのそれぞれに該ソーラーパネルを一意に識別する識別情報を付与する識別情報付与ステップと
を含むことを特徴とする空撮画像処理方法。 A flying object equipped with an imaging device for aerial imaging of video data including a plurality of solar panels forming a part of the mega solar while flying over the mega solar, and an aerial image taken by the imaging device of the flying object An aerial image processing method by an aerial image processing system including an aerial image processing device that performs image processing on aerial image data included in video data,
Cutting out a plurality of aerial image data from the video data so that a common solar panel is included between adjacent aerial image data;
A feature point extracting step for extracting a feature point that exists in common in the adjacent aerial image data cut out by the cutting step;
Based on the feature points extracted by the feature point extraction step, a specific step of specifying a common solar panel located in each adjacent aerial image data cut out by the cutout step;
Based on the common solar panel specified by the specifying step, identification information for uniquely identifying the solar panel is assigned to each of the solar panels included in the plurality of aerial image data extracted by the cutting step An aerial image processing method comprising: an identification information adding step.
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