JP7198183B2 - 判定システム - Google Patents

Description

本開示は、判定システムに関する。

従来、対象物をカメラ等で撮像し、撮像画像から対象物の各種評価を行なう技術が知られている。例えば、特開２０１６－１１３７９４号公報（特許文献１）は、マンホール鉄蓋を斜め上方から撮像した入力画像に基づいて、マンホール鉄蓋の模様高さを評価する技術を開示している。

特開２０１６－１１３７９４号公報

ここで、流体が管内を流れる配管のフランジにおいて流体をシールする部材としてガスケットが知られている。このガスケットの使用に関してトラブルが生じた際の対応は、技術的知識および経験が必要とされる。例えば、知識や経験が乏しい者が、使用済みのガスケット（あるいは、ガスケットの撮像画像）を確認してもトラブル要因を把握できないため、特定の熟練者に当該ガスケットを確認してもらう場合も多い。そのため、熟練者が不在等により対応が困難な場合には、トラブル対応を迅速に行なうことができない。したがって、個人の知識や経験に依存せずに、ガスケットの撮像画像から当該ガスケットの使用状態等を容易に判定できるシステムが必要とされている。

本開示のある局面における目的は、ガスケットの撮像画像を解析することにより、当該ガスケットが適切に使用されたか否かを容易に判定することが可能な判定システムを提供することである。

ある実施の形態に従う判定システムは、フランジの締結に用いられた使用済みのガスケットの撮像画像を取得する撮像手段と、撮像画像に基づいて、ガスケットを介して一対のフランジを締結した際にガスケットに形成される、ガスケットとフランジとの接触痕を解析する解析手段とを備える。解析手段は、撮像画像において、第１ラインおよび第２ラインで囲まれた、接触痕を示す接触痕領域を検出する検出手段と、第１ラインと第２ラインとの間の距離を算出する距離算出手段と、距離に少なくとも基づいて、ガスケットを介した一対のフランジの締結状態の適否を判定する状態判定手段とを含む。

好ましくは、距離算出手段は、接触痕領域の複数の箇所において距離を算出するとともに、複数の距離の平均値と、距離の標準偏差とをさらに算出する。平均値が所定範囲内であって、かつ標準偏差が第１閾値未満である場合に、状態判定手段は、締結状態が適切であると判定する。

好ましくは、平均値が所定範囲の上限値よりも大きい場合、状態判定手段は、一対のフランジの締結力が過剰であると判定する。

好ましくは、平均値が所定範囲の下限値よりも小さい場合、状態判定手段は、一対のフランジの締結力が不足していると判定する。

好ましくは、標準偏差が第１閾値以上である場合、状態判定手段は、フランジの位置ごとに締結力のばらつきが大きいと判定する。

好ましくは、解析手段は、撮像画像を２値化して２値化画像を生成する２値化手段と、２値化画像において複数の解析範囲を設定する範囲設定手段とをさらに含む。解析範囲は、接触痕を含む第１範囲と、ガスケットにおけるフランジとの当接部を含む第２範囲とを含む。解析手段は、各解析範囲について、第１範囲における所定色の第１比率と、第２範囲における所定色の第２比率とを算出する比率算出手段をさらに含む。状態判定手段は、距離と、各解析範囲における第１および第２比率とに基づいて、締結状態の適否を判定する。

他の実施の形態に従う判定システムは、フランジの締結に用いられた使用済みのガスケットの撮像画像を取得する撮像手段と、撮像画像に基づいて、ガスケットを介して一対のフランジを締結した際にガスケットに形成される、ガスケットとフランジとの接触痕を解析する解析手段とを備える。解析手段は、撮像画像を２値化して２値化画像を生成する２値化手段と、２値化画像において複数の解析範囲を設定する範囲設定手段とを含む。解析範囲は、接触痕を含む第１範囲と、フランジとガスケットとの当接部を含む第２範囲とを含む。解析手段は、各解析範囲について、第１範囲における所定色の第１比率と、第２範囲における所定色の第２比率とを算出する比率算出手段と、各解析範囲における第１および第２比率に基づいて、ガスケットを介した一対のフランジの締結状態の適否を判定する状態判定手段とをさらに含む。

好ましくは、各第１比率が第１基準比率以上であり、各第２比率が第２基準比率以上であり、かつ第２比率の標準偏差が第２閾値未満である場合、状態判定手段は、締結状態が適切であると判定する。

好ましくは、予め用意された良品のガスケットの参照画像と、撮像画像とに基づいて、使用済みのガスケットの使用環境が適切であったか否かを判定する環境判定手段をさらに含む。

好ましくは、環境判定手段は、参照画像から良品のガスケットの輪郭を抽出し、当該輪郭で囲まれた第１領域の面積を算出し、撮像画像から使用済みのガスケットの輪郭を抽出し、当該輪郭で囲まれた第２領域の面積を算出し、第１領域の面積に対する第２領域の面積の比率が基準範囲内に収まっている場合に、使用済みのガスケットの使用環境が適切であると判定する。

好ましくは、判定システムは、状態判定手段の判定結果と、環境判定手段の判定結果とを出力する出力制御手段をさらに備える。

本開示によると、ガスケットが適切に使用されたか否かを容易に判定できる。

判定システムの全体構成を説明するための図である。 判定システムの動作概要の一例を説明するためのフローチャートである。 解析装置のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。 ガスケットに形成される接触痕を説明するための図である。 接触痕領域の大きさの評価方式を説明するための図である。 接触痕領域における距離のテーブルを示す図である。 使用前後のガスケットの２値化画像を示す図である。 解析範囲の拡大画像を示す図である。 ガスケットの使用環境の適否判定方式を説明するための図である。 結果レポートの表示例を示す図である。 解析装置の機能構成の一例を示すブロック図である。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰り返さない。

＜システム構成＞
図１は、判定システム１０００の全体構成を説明するための図である。図１を参照して、判定システム１０００は、ガスケット２３が適切に使用されたか否かを判定するためのシステムである。具体的には、判定システム１０００は、解析装置１０と、撮像装置２０と、サーバ３０と、端末装置４０とを含む。

ガスケット２３は、設置される部位の隙間を封止し、その部位に密封性を持たせることが可能なシール材である。ガスケット２３には様々な種類が存在し、配管の使用態様に応じて適宜選択される。本実施の形態では、ガスケット２３は、例えば、樹脂系ガスケットである。また、ガスケット２３は、フランジの締結に用いられた使用済みのガスケットであるとする。

撮像装置２０は、ガスケット２３の撮像画像を取得する。撮像装置２０は、取得した撮像画像を解析装置１０へ送信する。具体的には、撮像装置２０は、カメラ２１と、照明機器２２とを含む。

カメラ２１は、一例として、レンズなどの光学系に加えて、ＣＣＤ（Coupled Charged Device）またはＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）センサといった、複数の画素に区画された撮像素子を含んで構成される。カメラ２１による撮像によって取得された撮像画像は、解析装置１０へ伝送される。照明機器２２は、例えば、ＬＥＤ、蛍光灯、白熱灯などを光源とする照明機器である。照明機器２２は、撮像対象物であるガスケット２３に対して光を照射する。

ここで、ガスケットは、フランジの配管同士が接合する部分に挟み込まれ、フランジのボルトの締め付けによって固定されることで、フランジの隙間から流体が漏洩することを防止する。そして、フランジの凸部分がガスケットの表面に接触する（押し付けられる）ことにより、フランジの締結に用いられた使用済みのガスケットの表面には当該接触による接触痕が形成される。

本実施の形態では、解析装置１０は、撮像画像に基づいて、この接触痕を解析することによって、ガスケット２３が適切に使用されたか否かを判定する。解析装置１０は、典型的には、汎用的なコンピュータアーキテクチャに従う構造を有しており、予めインストールされたプログラムをプロセッサが実行することで、後述する各種の処理を実現する。解析装置１０は、例えば、デスクトップＰＣ（Personal Computer）である。ただし、解析装置１０は、以下に説明する機能および処理を実行可能な装置であればよく、他の装置（例えば、ラップトップＰＣ、タブレット端末装置）であってもよい。

サーバ３０は、解析装置１０と通信可能に構成される。サーバ３０は、解析装置１０による各種処理結果を受信して、これらをデータベース化して記憶する。

端末装置４０は、サーバ３０と通信可能に構成される。端末装置４０は、サーバ３０のデータベースにアクセスして、解析装置１０による各種処理結果等をディスプレイに表示する。端末装置４０は、典型的には、スマートフォンであるが、これに限られず、例えば、タブレット端末装置であってもよい。なお、端末装置４０は、解析装置１０と通信可能に構成されていてもよい。

図２は、判定システムの動作概要の一例を説明するためのフローチャートである。図２を参照して、撮像装置２０は、ガスケット２３を撮像する（ステップＳ１００）。解析装置１０は、ガスケット２３の撮像画像を撮像装置２０から取得して、内部メモリに記憶する（ステップＳ１１０）。なお、解析装置１０は、ガスケット２３が撮像されたときの撮像条件（例えば、撮像距離、解像度、光の照射角度、光源波長、輝度等）も記憶する。

解析装置１０は、内部メモリに記憶された撮像画像を読み出して、当該撮像画像をディスプレイに表示する（ステップＳ１２０）。解析装置１０は、ユーザから、ガスケット２３が実際に使用されたときの使用条件の入力を受け付ける（ステップＳ１３０）。使用条件は、ガスケット２３の品番と、使用温度と、使用圧力と、使用流体とを含む。

解析装置１０は、ディスプレイに表示されたガスケット２３の撮像画像を解析して、解析結果に基づいて、ガスケット２３の使用の適否の判定処理を実行する（ステップＳ１４０）。詳細は後述するが、解析装置１０は、解析結果に基づいて、ガスケット２３を介した一対のフランジの締結状態の適否、およびガスケット２３の使用環境の適否を判定する。解析装置１０は、解析結果および判定結果をサーバ３０に送信する。

サーバ３０は、解析装置１０から受信した解析結果および判定結果をデータベース化して記憶する（ステップＳ１５０）。端末装置４０は、サーバ３０に記憶されている解析結果および判定結果を取得して、これらをディスプレイに表示する（ステップＳ１６０）。

判定システム１０００によると、使用済みのガスケット２３の撮像画像を用いて、当該ガスケット２３の使用の適否が判定される。そのため、熟練者でない人でもガスケット２３の使用状態や使用環境に適否を迅速に把握でき、ガスケット２３の使用に関するトラブル対応を効率的に行なうことができる。

＜ハードウェア構成＞
（解析装置）
図３は、解析装置１０のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。図３を参照して、解析装置１０は、プロセッサ１０１と、メモリ１０３と、ディスプレイ１０５と、入力装置１０７と、入出力インターフェイス（Ｉ／Ｆ）１０９と、通信インターフェイス（Ｉ／Ｆ）１１１とを含む。これらの各部は、互いにデータ通信可能に接続される。

プロセッサ１０１は、典型的には、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＭＰＵ（Multi Processing Unit）等といった演算処理部である。プロセッサ１０１は、メモリ１０３に記憶されたプログラムを読み出して実行することで、解析装置１０の各部の動作を制御する。より詳細にはプロセッサ１０１は、当該プログラムを実行することによって、解析装置１０の各機能を実現する。

メモリ１０３は、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read-Only Memory）、フラッシュメモリ、ハードディスクなどによって実現される。メモリ１０３は、プロセッサ１０１によって実行されるプログラム、撮像装置２０によって取得された撮像画像、撮像画像に対する処理結果等を記憶する。

ディスプレイ１０５は、例えば、液晶ディスプレイ、有機ＥＬ（Electro Luminescence）ディスプレイ等である。ディスプレイ１０５は、解析装置１０と一体的に構成されてもよいし、解析装置１０とは別個に構成されてもよい。

入力装置１０７は、解析装置１０に対する操作入力を受け付ける。入力装置１０７は、例えば、キーボード、ボタン、マウスなどによって実現される。また、入力装置１０７は、タッチパネルとして実現されていてもよい。

入出力インターフェイス１０９は、プロセッサ１０１と撮像装置２０との間のデータ伝送を仲介する。入出力インターフェイス１０９は、例えば、カメラ２１と接続が可能であり、プロセッサ１０１から入出力インターフェイス１０９を介してカメラ２１に撮像指示が出力される。これにより、カメラ２１は、ガスケット２３を撮像し、生成された画像を入出力インターフェイス１０９を介してプロセッサ１０１に出力する。また、プロセッサ１０１は、入出力インターフェイス１０９を介して、光の照射角度、輝度等の指示を照明機器２２へ与えてもよい。

通信インターフェイス１１１は、プロセッサ１０１とサーバ３０等との間のデータ伝送を仲介する。通信方式としては、例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、無線ＬＡＮ（Local Area Network）等による無線通信方式が用いられる。なお、通信方式として、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）等の有線通信方式を用いてもよい。

（サーバ）
サーバ３０は、後述するような情報処理を全体として提供できればよく、そのハードウェア構成については公知のものを採用することができる。例えば、サーバ３０は、各種処理を実行するためのプロセッサと、プログラムやデータなどを格納するためのメモリと、解析装置１０と各種データを送受信するための通信インターフェイスと、ユーザからの指示を受け付けるための入力装置とを含む。

（端末装置）
端末装置４０は、後述するような情報処理を全体として提供できればよく、そのハードウェア構成については公知のものを採用することができる。例えば、端末装置４０は、プロセッサと、メモリと、解析装置１０と各種データを送受信するための通信インターフェイスと、ユーザからの指示を受け付けるためのタッチパネルと、各種情報を表示するためのディスプレイとを含む。

＜判定方式＞
（締結状態の適否判定）
図４～図６を参照して、ガスケットを介した一対のフランジの締結状態の適否判定方式について説明する。上述したように、フランジの凸部分がガスケットの表面に接触する（押し付けられる）ことにより、使用済みのガスケットの表面には当該接触による接触痕が形成される。図４は、ガスケットに形成される接触痕を説明するための図である。

図４を参照して、画像４１０は、使用前のガスケットの撮像画像である。画像４２０は、フランジの締結力が不足した状態でガスケットが使用された場合の当該ガスケットの撮像画像である。画像４３０は、フランジの締結力が適切である状態でガスケットが使用された場合の当該ガスケットの撮像画像である。

画像４１０～４３０には、グレースケール変換された後、光源波長、光源の照射角度、輝度等に基づいてソフトウェアで陰影強調処理が行われている。画像４１０～４３０にそれぞれ描画されている太線４１～４３は、ガスケットの輪郭を示す線である。太線４１～４３は、撮像距離およびガスケットのサイズ情報（外径、内径等）に基づいて自動的に描画される。画像４２０においては、接触痕よりも内側の領域５１がフランジによって押圧されて凹んだ凹領域であり、接触痕よりも外側の領域５２がフランジによって押圧されていない凸領域である。画像４３０においては、接触痕よりも内側の領域５３が凹領域であり、接触痕よりも外側の領域５４が凸領域である。

画像４１０～４３０を比較すると、使用前のガスケットには接触痕が形成されておらず、使用後のガスケットには接触痕が形成されていることが確認できる。また、画像４２０と画像４３０とを比較すると、画像４２０よりも画像４３０の方がガスケットの接触痕がより鮮明に表れている。このことから、ガスケットの接触痕を解析することにより、フランジの締結状態を推定することが可能となる。

画像４３０中の接触痕を拡大した画像４４０を参照すると、ライン４０１とライン４０３とで囲まれた黒領域と、ライン４０２とライン４０３とで囲まれた白領域とが確認できる。本実施の形態では、黒領域の外側エッジに対応するライン４０１と、白領域の内側エッジに対応するライン４０２とで囲まれた領域を、接触痕を示す接触痕領域として定義する。

図５は、接触痕領域の大きさの評価方式を説明するための図である。図５を参照して、ライン４０１上の任意の点をＰ１（ｘ１，ｙ１）とする。点Ｐ１の法線と、ライン４０２との交点をＰ２（ｘ２，ｙ２）とする。点Ｐ１と点Ｐ２との距離をｄとすると、ｄは「（ｘ１－ｘ２）＾２＋（ｙ１－ｙ２）＾２）^１／２」として算出される。距離ｄは、接触痕領域の大きさを評価するための指標として用いられる。本実施の形態では、接触痕領域の複数の箇所（例えば、１０箇所）において、距離ｄが算出される。具体的には、ライン４０１上の複数の点Ｐ１の各々について、当該点Ｐ１と、当該点Ｐ１に対応する点Ｐ２との距離ｄが算出される。

図６は、接触痕領域における距離ｄのテーブル６００を示す図である。テーブル６００には、「締結不足」、「片締め」、「締結良」および「締結過剰」に対応する４つのガスケットが用意され、各ガスケットについての接触痕領域における距離ｄの平均値および標準偏差が示されている。

「締結不足」に対応するガスケットは、フランジの締結力が不足した状態で使用されたガスケットである。「片締め」に対応するガスケットは、フランジの位置に応じて締結力が異なる状態（例えば、フランジのある位置ではボルトの締付けが強く、他の位置ではボルトの締付けが弱い状態）で使用されたガスケットである。「締結良」に対応するガスケットは、フランジの締結力が適切な状態で使用されたガスケットである。「締結過剰」に対応するガスケットは、フランジの締結力が過剰な状態で使用されたガスケットである。

また、テーブル６００には、各ガスケットについて、「全周」、「１／４周」および「１／８周」に対応する距離ｄの平均値および標準偏差も示されている。「全周」に対応する距離ｄの平均値は、ガスケット全体の撮像画像に含まれる接触痕領域における距離ｄの平均値である。「１／４周」に対応する距離ｄの平均値は、ガスケット全体の撮像画像を４分割した場合の任意の１つの撮像画像に含まれる接触痕領域における距離ｄの平均値である。「１／８周」に対応する距離ｄの平均値は、ガスケット全体の撮像画像を８分割した場合の任意の１つの撮像画像に含まれる接触痕領域における距離ｄの平均値である。

例えば、「締結良」に対応するガスケットの「全周」における距離ｄの平均値は“５．４”であり、距離ｄの標準偏差は“０．５”である。また、「締結過剰」に対応するガスケットの「１／４周」における距離ｄの平均値は“７．１”であり、距離ｄの標準偏差は“０．６”である。

ここで、４つのガスケットの「全周」における距離ｄに着目する。この場合、距離ｄの平均値は、「締結不足」の場合が最も小さく（例えば、１．６）、「締結過剰」の場合が最も大きい（例えば、６．９）。これは、「１／４周」および「１／８周」においても同じ傾向である。また、「締結不足」、「締結良」および「締結過剰」の場合には標準偏差は０．６以下となっているが、「片締め」の場合には標準偏差が１．７と極端に大きくなっている。このことから、「締結良」に対応するガスケットでは、接触痕領域における距離ｄの平均値が所定範囲Ｇ内（例えば、４．０以上６．０以下）に収まっており、かつ距離ｄの標準偏差が閾値Ｔｈ１（例えば、１．０）未満であることがわかる。

したがって、解析装置１０は、ガスケット２３に形成された接触痕領域における距離ｄの平均値が所定範囲Ｇ内であって、かつ標準偏差が閾値Ｔｈ１未満であるとの条件Ｘ１を満たすとの解析結果に応じて、ガスケット２３を介した一対のフランジの締結状態が「締結良」であると判定する。

また、解析装置１０は、距離ｄの平均値が所定範囲Ｇの上限値（例えば、６．０）よりも大きいとの解析結果に応じて、フランジの締結状態が「締結過剰」であると判定する。解析装置１０は、距離ｄの平均値が所定範囲Ｇの下限値（例えば、４．０）よりも小さいとの解析結果に応じて、フランジの締結状態が「締結不足」であると判定する。解析装置１０は、距離ｄの標準偏差が閾値Ｔｈ１以上であるとの解析結果に応じて、フランジの締結状態が「片締め」であると判定する。

なお、各ガスケットの「１／４周」および「１／８周」における距離ｄに基づくと、詳細なフランジの締結状態を推定できる。具体的には、４つの「１／４周」における距離ｄを比較することにより、フランジのどの部分の締結力が強いのか、あるいは、弱いのかを推定できる。例えば、所定の「１／４周」における距離ｄの平均値よりも他の「１／４周」における距離ｄの平均値の方が大きい場合には、他の「１／４周」に対応するフランジの位置の方が、所定の「１／４周」に対応するフランジの位置よりも締結力が強いことがわかる。８つの「１／４周」における距離ｄを比較すると、フランジの各部分の締結力をより詳細に推定することができる。

次に、図７および図８を参照して、ガスケットを介した一対のフランジの締結状態の適否判定方式の他の例について説明する。図７は、使用前後のガスケットの２値化画像を示す図である。図７に示す画像７１０～７３０は、ガスケットの撮像画像をグレースケール変換した後、光源波長、光源の照射角度、輝度等に基づいてソフトウェアで２値化処理して生成された２値化画像である。

図７を参照して、画像７１０は、使用前のガスケットの２値化画像である。画像７２０は、フランジの締結力が不足した状態でガスケットが使用された場合の当該ガスケットの２値化画像である。画像７３０は、フランジの締結力が適切である状態でガスケットが使用された場合の当該ガスケットの２値化画像である。

画像７１０～７３０では、それぞれガスケットの上側の解析範囲７１～７３周辺に光が照射されている。解析範囲７１～７３に含まれる白領域と黒領域とに差異が確認される。そこで、解析範囲７１～７３の白黒比率を比較することによって、ガスケットが使用された際のフランジの締結状態を推定することができる。例えば、ある範囲の黒色比率は、当該範囲に含まれる全画素数に対する黒画素数の割合で表される。白色比率についても同様である。

図８は、解析範囲の拡大画像を示す図である。図８を参照して、画像８２０は、画像７２０の解析範囲７２の拡大画像である。画像８３０は、画像７３０の解析範囲７３の拡大画像である。解析範囲７２は、接触痕を含む接触痕範囲７２１と、ガスケットにおけるフランジとの当接部を含む当接範囲７２２とを含む。当接部は、ガスケットがフランジ間に配置されたときに、当該ガスケットがフランジと接触する（押圧される）部分である。また、解析範囲７３は、接触痕範囲７３１と、当接範囲７３２とを含む。

接触痕範囲７２１および７３１を比較すると、「締結良」に対応するガスケットの接触痕範囲７３１の方が、「締結不足」に対応するガスケットの接触痕範囲７２１よりも陰影が強調されている。具体的には、接触痕範囲７３１における黒色比率は、接触痕範囲７２１における黒色比率よりも大きく、接触痕範囲７３１における接触痕はより鮮明に確認される。このことから、接触痕範囲における黒色比率が基準比率Ｅ１（例えば、６０％）以上である場合、当該接触痕範囲を含む解析範囲においてはガスケットの変形具合（凹み具合）が適切であると推定される。

当接範囲７２２および７３２を比較すると、「締結良」に対応するガスケットの当接範囲７３２の方が、「締結不足」に対応するガスケットの当接範囲７２２よりも光の拡散および反射が抑制されており、黒色比率が大きいことがわかる。具体的には、当接範囲７３２における黒色比率は、当接範囲７２２における黒色比率よりも大きい。このことから、当接範囲における黒色比率が基準比率Ｅ２（例えば、６０％）以上である場合、当該当接範囲を含む解析範囲においてはガスケットとフランジとの当接具合が適切であると推定される。なお、基準比率Ｅ１と基準比率Ｅ２とは、同一であってもよいし、異なっていてもよい。

したがって、解析装置１０は、ガスケットにおける複数の解析範囲（例えば、８つの解析範囲）の各々において、接触痕範囲における黒色比率と当接範囲における黒色比率を算出し、これらの黒色比率に基づいて、フランジの締結状態の適否を判定する。具体的には、各接触痕範囲（例えば、８つの接触痕範囲）におけるすべての黒色比率が基準比率Ｅ１以上であり、各当接範囲（例えば、８つ当接範囲）におけるすべての黒色比率が基準比率Ｅ２以上であり、かつ当接範囲における黒色比率の標準偏差が閾値Ｔｈ２（例えば、１５％）未満であるとの条件Ｘ２を満たす場合、解析装置１０は、フランジの締結状態が適切であると判定する。

ここで、図４～図６で説明した判定方式と、図７～図８で説明した判定方式とを組み合わせて締結状態の適否判定を行なってもよい。具体的には、解析装置１０は、条件Ｘ１および条件Ｘ２を満たした場合に、フランジの締結状態が適切であると判定してもよい。これによると、より精度の高い判定結果を得ることができる。

（使用環境の適否判定）
ガスケットを介したフランジの締結に問題がなくても、不適切な環境でガスケットが使用された場合には、ガスケットが変形したり、脱落したりする場合がある。ここでは、使用済みのガスケットの形状に着目し、当該ガスケットの使用環境が適切であったか否かを判定する方式について説明する。

図９は、ガスケットの使用環境の適否判定方式を説明するための図である。図９を参照して、画像９１０はガスケットの良品画像であり、画像９２０はガスケットの不良Ｙ１に対応する不良品画像であり、画像９３０は不良Ｙ２に対応する不良品画像である。

具体的には、画像９２０は、重合性モノマーによる樹脂系ガスケットの花咲現象を示す画像である。花咲現象は、モノマー流体がガスケット内部に浸透することによって、また浸透した流体がガスケット内部で重合反応することによって体積膨張を起こし、ガスケットに破損が発生するという機構で起こると考えられる。画像９３０は、スラリー流体による軟質ガスケットの侵食（エロージョン）を示す画像である。エロージョンは、高速の粉体がガスケットに衝突したことで、物理的な作用により発生する。

画像９１０～９３０は、例えば、解析装置１０のメモリに予め記憶されている。なお、画像９１０～９３０が外部装置（例えば、サーバ３０）に記憶されている場合には、解析装置１０は当該外部装置からこれらの画像を取得する。

解析装置１０は、各画像９１０～９３０に輪郭抽出処理を施して、画像９１０の輪郭画像９１２と、画像９２０の輪郭画像９２２と、画像９３０の輪郭画像９３２を生成する。解析装置１０は、使用済みのガスケットの画像９５０（例えば、ガスケット２３の撮像画像）の輪郭を抽出し、輪郭画像９５２を生成する。解析装置１０は、輪郭画像９１２，９２２，９３２と、輪郭画像９５２とを重畳して、サンプル画像と各画像９１０～９３０との照合処理を実行する。

輪郭画像９１２の面積に対する輪郭画像９５２の面積の比率Ｒ１が基準範囲内（例えば、±１０％以内）に収まっている場合、使用済みのガスケットの形状は良品のガスケットの形状とほぼ同じであるため、解析装置１０は、使用済みのガスケットの使用環境が適切であったと判定する。

比率Ｒ１が基準範囲外である場合、使用済みのガスケットの形状は良品のガスケットの形状から大きく逸脱しているため、解析装置１０は、使用済みのガスケットの使用環境が適切ではなかったと判定する。また、輪郭画像９２２の面積に対する輪郭画像９５２の面積の比率Ｒ２が基準範囲内に収まっている場合、解析装置１０は、使用済みのガスケットに不良Ｙ１が発生したと判定してもよい。さらに、輪郭画像９３２の面積に対する輪郭画像９５２の面積の比率Ｒ３が基準範囲内に収まっている場合、解析装置１０は、使用済みのガスケットに不良Ｙ２が発生したと判定してもよい。

このように、解析装置１０は、ガスケット２３の撮像画像と、ガスケットの良品画像、不良品画像とを比較することによって、ガスケット２３の使用環境の適否、および不良の種類を判定することができる。

（判定結果の表示）
解析装置１０は、ガスケット２３の解析結果、および判定結果をサーバ３０に送信する。サーバ３０は、解析結果および判定結果をメモリに記憶する。端末装置４０は、サーバ３０から取得した解析結果および判定結果に基づいて、図１０に示すような結果レポートを表示する。

図１０は、結果レポートの表示例を示す図である。図１０を参照して、端末装置４０は、結果レポートを示すユーザインターフェイス画面１５０をディスプレイに表示する、ユーザインターフェイス画面１５０は、表示領域１５２，１５４，１５６と、ガスケット２３の撮像画像１５８と、距離ｄの平均値の分布１６０と、アドバイス領域１６２と、技術資料リンク領域１６４と、問い合わせリンク領域１６６とを含む。

表示領域１５２は、ガスケット２３の使用条件を示す領域である。表示領域１５４は、ガスケット２３を介したフランジの締結状態の判定結果を示す領域である。表示領域１５６は、ガスケット２３の使用環境の判定結果を示す領域である。

図１０の例では、ガスケット２３の品番が「１１１１」であり、使用温度が１００℃、使用圧力が１０ＭＰａ、使用流体が水蒸気であることが示されている、また、締結状態および使用環境は適切であるとの判定結果が示されている。分布１６０を参照すると、ガスケット２３の全周において、距離ｄが概ね同じであるとの解析結果が示されている。

なお、締結状態が不適切（例えば、「締結不足」、「片締め」および「締結過剰」のいずれか）であり、かつ使用環境が適切である場合には、アドバイス領域１６２には、例えば、「トルク値管理を技術資料で確認ください」といったアドバイスが表示される。締結状態が適切であり、かつ使用環境が不適切である場合には、アドバイス領域１６２には、例えば、「推奨品番・上位品番を技術資料で確認ください」といったアドバイスが表示される。締結状態が不適切であり、かつ使用環境が不適切である場合には、アドバイス領域１６２には、例えば、「技術仕様を確認するか、お問い合わせください」といったアドバイスが表示される。これらのアドバイスを参照することで、端末装置４０のユーザは、技術資料リンク領域１６４や問い合わせリンク領域１６６を選択して、適切な対応をとることができる。

＜機能構成＞
図１１は、解析装置１０の機能構成の一例を示すブロック図である。図１１を参照して、解析装置１０は、主たる機能構成として、検出部２０２と、距離算出部２０４と、２値化処理部２０６と、範囲設定部２０８と、比率算出部２１０と、状態判定部２１２と、環境判定部２１４と、出力制御部２１６とを含む。これらの各機能は、例えば、解析装置１０のプロセッサ１０１がメモリ１０３に格納されたプログラムを実行することによって実現される。なお、これらの機能の一部または全部はハードウェアで実現されるように構成されていてもよい。

図１１を参照して、検出部２０２は、撮像装置２０により取得されたガスケット２３の撮像画像において、ライン４０１およびライン４０２で囲まれた接触痕領域を検出する。検出部２０２による接触痕領域の検出は、公知の画像処理（例えば、エッジ検出処理）技術を用いることにより実行される。

距離算出部２０４は、ライン４０１とライン４０２との間の距離ｄを算出する。距離算出部２０４は、接触痕領域の複数の部分において距離ｄを算出する。例えば、距離算出部２０４は、ライン４０１上の複数の点Ｐ１の各々について、当該点Ｐ１と、当該Ｐ１に対応するライン４０２上の点Ｐ２との距離ｄを算出する。また、距離算出部２０４は、複数の箇所にそれぞれ対応する複数の距離ｄの平均値と、距離ｄの標準偏差とを算出する。

２値化処理部２０６は、撮像装置２０により取得されたガスケット２３の撮像画像を２値化して２値化画像を生成する。範囲設定部２０８は、２値化画像において複数の解析範囲を設定する。典型的には、範囲設定部２０８は、図７に示す解析範囲（例えば、画像７３０の解析範囲７３）を自動的に複数個設定する。典型的には、ガスケット２３の全周において複数個の解析範囲が均等に設定される。ただし、範囲設定部２０８は、ユーザの指示に従って、複数の解析範囲を設定してもよい。

比率算出部２１０は、各解析範囲について、接触痕範囲（例えば、接触痕範囲７３１）における所定色（例えば、黒色）の第１比率と、当接範囲（例えば、当接範囲７３２）における所定色の第２比率とを算出する。

ある局面では、状態判定部２１２は、距離ｄに基づいて、ガスケット２３を介した一対のフランジの締結状態の適否を判定する。具体的には、状態判定部２１２は、距離ｄの平均値が所定範囲Ｇ内であって、かつ距離ｄの標準偏差が閾値Ｔｈ１未満である場合に、当該一対のフランジの締結状態が適切であると判定する。また、距離ｄの平均値が所定範囲Ｇの上限値よりも大きい場合、状態判定部２１２は、当該一対のフランジの締結力が過剰であると判定する。距離ｄの平均値が所定範囲Ｇの下限値よりも小さい場合、状態判定部２１２は、当該一対のフランジの締結力が不足していると判定する。距離ｄの標準偏差が閾値Ｔｈ１以上である場合、状態判定部２１２は、フランジの位置ごとに締結力のばらつきが大きいと判定する。

他の局面では、状態判定部２１２は、各解析範囲における第１比率および第２比率に基づいて、ガスケット２３を介した一対のフランジの締結状態の適否を判定する。具体的には、各第１比率が基準比率Ｅ１以上であり、各第２比率が基準比率Ｅ２以上であり、かつ第２比率の標準偏差が閾値Ｔｈ２未満である場合、状態判定部２１２は、当該締結状態が適切であると判定する。

さらに他の局面では、状態判定部２１２は、距離算出部２０４により算出された距離ｄと、比率算出部２１０により算出された第１比率および第２比率とに基づいて、当該締結状態を判定する。具体的には、距離ｄの平均値が所定範囲Ｇ内であって、距離ｄの標準偏差が閾値Ｔｈ１未満（条件Ｘ１に対応）である場合、かつ、各第１比率が基準比率Ｅ１以上であり、各第２比率が基準比率Ｅ２以上であり、第２比率の標準偏差が閾値Ｔｈ２未満（条件Ｘ２に対応）である場合に、状態判定部２１２は、当該締結状態が適切であると判定する。

環境判定部２１４は、予め用意された良品のガスケットの参照画像（例えば、画像９１０）と、使用済みのガスケット２３の撮像画像（例えば、画像９５０）とに基づいて、ガスケット２３の使用環境が適切であったか否かを判定する。具体的には、環境判定部２１４は、当該参照画像から良品のガスケットの輪郭を抽出し、当該輪郭で囲まれた領域の面積ＡＲ１を算出する。環境判定部２１４は、撮像画像から使用済みのガスケット２３の輪郭を抽出し、当該輪郭で囲まれた領域の面積ＡＲ２を算出する。面積ＡＲ１に対する面積ＡＲ２の比率（例えば、比率Ｒ１）が基準範囲内に収まっている場合に、環境判定部２１４は、ガスケット２３の使用環境が適切であると判定する。

出力制御部２１６は、状態判定部２１２の判定結果（状態判定結果）と、環境判定部２１４の判定結果（環境判定結果）とを出力する。具体的には、出力制御部２１６は、これらの判定結果をサーバ３０に送信する。また、出力制御部２１６は、これらの判定結果をディスプレイ１０５に表示してもよい。

＜利点＞
本実施の形態によると、使用済みのガスケットの撮像画像を用いて、当該ガスケットの使用の適否を容易に判定することができる。そのため、熟練者でない人でもガスケットの使用状態や使用環境が適切なのか不適切なのかを迅速に把握できる。したがって、ガスケットの使用に関するトラブルに迅速に対応することができる。

＜その他の実施の形態＞
（１）上述した実施の形態における図１１の解析装置１０の機能構成のうちの一部の構成をサーバ３０が有していてもよい。例えば、解析装置１０が検出部２０２および２値化処理部２０６を有し、サーバ３０が距離算出部２０４、比率算出部２１０、状態判定部２１２、環境判定部２１４および出力制御部２１６を有する構成であってもよい。この場合、解析装置１０は、検出部２０２の検出結果や２値化画像等をサーバ３０に送信する。

（２）上述した実施の形態において、コンピュータを機能させて、上述のフローチャートで説明したような制御を実行させるプログラムを提供することもできる。このようなプログラムは、コンピュータに付属するフレキシブルディスク、ＣＤ－ＲＯＭ（Compact Disk Read Only Memory）、二次記憶装置、主記憶装置およびメモリカードなどの一時的でないコンピュータ読取り可能な記録媒体にて記録させて、プログラム製品として提供することもできる。あるいは、コンピュータに内蔵するハードディスクなどの記録媒体にて記録させて、プログラムを提供することもできる。また、ネットワークを介したダウンロードによって、プログラムを提供することもできる。

プログラムは、コンピュータのオペレーティングシステム（ＯＳ）の一部として提供されるプログラムモジュールのうち、必要なモジュールを所定の配列で所定のタイミングで呼出して処理を実行させるものであってもよい。その場合、プログラム自体には上記モジュールが含まれずＯＳと協働して処理が実行される。このようなモジュールを含まないプログラムも、本実施の形態にかかるプログラムに含まれ得る。また、本実施の形態にかかるプログラムは他のプログラムの一部に組込まれて提供されるものであってもよい。その場合にも、プログラム自体には上記他のプログラムに含まれるモジュールが含まれず、他のプログラムと協働して処理が実行される。このような他のプログラムに組込まれたプログラムも、本実施の形態にかかるプログラムに含まれ得る。

（３）上述の実施の形態として例示した構成は、本発明の構成の一例であり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、一部を省略する等、変更して構成することも可能である。また、上述した実施の形態において、その他の実施の形態で説明した処理や構成を適宜採用して実施する場合であってもよい。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した説明ではなく、請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１０ 解析装置、２０ 撮像装置、２１ カメラ、２２ 照明機器、２３ ガスケット、３０ サーバ、４０ 端末装置、１０１ プロセッサ、１０３ メモリ、１０５ ディスプレイ、１０７ 入力装置、１０９ 入出力インターフェイス、１１１ 通信インターフェイス、１５０ ユーザインターフェイス画面、２０２ 検出部、２０４ 距離算出部、２０６ ２値化処理部、２０８ 範囲設定部、２１０ 比率算出部、２１２ 状態判定部、２１４ 環境判定部、２１６ 出力制御部。

Claims (11)

1. フランジの締結に用いられた使用済みのガスケットの撮像画像を取得する撮像手段と、
   前記撮像画像に基づいて、前記ガスケットを介して一対の前記フランジを締結した際に前記ガスケットに形成される、前記ガスケットと前記フランジとの接触痕を解析する解析手段とを備え、
   前記解析手段は、
   前記撮像画像において、第１ラインおよび第２ラインで囲まれた、前記接触痕を示す接触痕領域を検出する検出手段と、
   前記第１ラインと前記第２ラインとの間の距離を算出する距離算出手段と、
   前記距離に少なくとも基づいて、前記ガスケットを介した一対の前記フランジの締結状態の適否を判定する状態判定手段とを含む、判定システム。
2. 前記距離算出手段は、前記接触痕領域の複数の箇所において前記距離を算出するとともに、複数の前記距離の平均値と、前記距離の標準偏差とをさらに算出し、
   前記平均値が所定範囲内であって、かつ前記標準偏差が第１閾値未満である場合に、前記状態判定手段は、前記締結状態が適切であると判定する、請求項１に記載の判定システム。
3. 前記平均値が前記所定範囲の上限値よりも大きい場合、前記状態判定手段は、一対の前記フランジの締結力が過剰であると判定する、請求項２に記載の判定システム。
4. 前記平均値が前記所定範囲の下限値よりも小さい場合、前記状態判定手段は、一対の前記フランジの締結力が不足していると判定する、請求項２または３に記載の判定システム。
5. 前記標準偏差が前記第１閾値以上である場合、前記状態判定手段は、前記フランジの位置ごとに締結力のばらつきが大きいと判定する、請求項２～４のいずれか１項に記載の判定システム。
6. 前記解析手段は、
   前記撮像画像を２値化して２値化画像を生成する２値化手段と、
   前記２値化画像において複数の解析範囲を設定する範囲設定手段とをさらに含み、
   前記解析範囲は、前記接触痕を含む第１範囲と、前記ガスケットにおける前記フランジとの当接部を含む第２範囲とを含み、
   前記解析手段は、各前記解析範囲について、前記第１範囲における所定色の第１比率と、前記第２範囲における前記所定色の第２比率とを算出する比率算出手段をさらに含み、
   前記状態判定手段は、前記距離と、各前記解析範囲における前記第１および第２比率とに基づいて、前記締結状態の適否を判定する、請求項１～５のいずれか１項に記載の判定システム。
7. フランジの締結に用いられた使用済みのガスケットの撮像画像を取得する撮像手段と、
   前記撮像画像に基づいて、前記ガスケットを介して一対の前記フランジを締結した際に前記ガスケットに形成される、前記ガスケットと前記フランジとの接触痕を解析する解析手段とを備え、
   前記解析手段は、
   前記撮像画像を２値化して２値化画像を生成する２値化手段と、
   前記２値化画像において複数の解析範囲を設定する範囲設定手段とを含み、
   前記解析範囲は、前記接触痕を含む第１範囲と、前記フランジと前記ガスケットとの当接部を含む第２範囲とを含み、
   前記解析手段は、
   各前記解析範囲について、前記第１範囲における所定色の第１比率と、前記第２範囲における前記所定色の第２比率とを算出する比率算出手段と、
   各前記解析範囲における前記第１および第２比率に基づいて、前記ガスケットを介した一対の前記フランジの締結状態の適否を判定する状態判定手段とをさらに含む、判定システム。
8. 各前記第１比率が第１基準比率以上であり、各前記第２比率が第２基準比率以上であり、かつ前記第２比率の標準偏差が第２閾値未満である場合、前記状態判定手段は、前記締結状態が適切であると判定する、請求項７に記載の判定システム。
9. 予め用意された良品のガスケットの参照画像と、前記撮像画像とに基づいて、使用済みの前記ガスケットの使用環境が適切であったか否かを判定する環境判定手段をさらに含む、請求項１～８のいずれか１項に記載の判定システム。
10. 前記環境判定手段は、
    前記参照画像から前記良品のガスケットの輪郭を抽出し、当該輪郭で囲まれた第１領域の面積を算出し、
    前記撮像画像から使用済みの前記ガスケットの輪郭を抽出し、当該輪郭で囲まれた第２領域の面積を算出し、
    前記第１領域の面積に対する前記第２領域の面積の比率が基準範囲内に収まっている場合に、使用済みの前記ガスケットの使用環境が適切であると判定する、請求項９に記載の判定システム。
11. 前記状態判定手段の判定結果と、前記環境判定手段の判定結果とを出力する出力制御手段をさらに備える、請求項１０に記載の判定システム。

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