JP7369040B2

JP7369040B2 - 演算装置

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Publication number: JP7369040B2
Application number: JP2020000712A
Authority: JP
Inventors: 雅樹北村; 雅幹本田; 健一郎小阪; 拓俊松本
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2020-01-07
Filing date: 2020-01-07
Publication date: 2023-10-25
Anticipated expiration: 2040-01-07
Also published as: TWI759056B; TW202134945A; JP2021111001A; WO2021140972A1

Description

本開示は、演算装置に関する。

特許文献１には、ＧＰＳ（全地球測位システム）を利用することができない建物内の設備を監視する監視装置について、監視装置の自己位置を推定するとともに監視中の設備要素が何であるかを示す設備ＩＤ（設備の識別情報）を特定する技術が開示されている。

特許第５６５８３７２号公報

特許文献１に記載の技術では、予め保存した構造物データをレーザファインダによる三次元計測結果と照合して、監視装置の自己位置及び設備の識別情報を特定している。
しかしながら、例えばボイラの熱交換器等のように同形状を有する複数の部材（伝熱管等）が並んでいる設備を検査する場合には、複数の部材の各々の三次元形状データが同様であるため、特許文献１に記載の技術によって検査データに含まれる部材の識別情報を特定することは困難である。

上述の事情に鑑みて、本開示は、屋内空間に配置された同形状を有する複数の部材が並んでいる設備を検査対象とした検査データについて、検査データに含まれる少なくとも１つの部材の識別情報を演算することが可能な演算装置を提供することを目的とする。ここで屋内空間とは、外部と壁等で仕切られた中空の空間のことを指す。

上記目的を達成するため、本開示に係る演算装置は、
屋内空間に配置された同形状を有する複数の部材が並んでいる設備を検査対象とした検査データを、無人飛行体に取り付けられた検査ユニットを介して取得するように構成された検査データ取得部と、
前記検査ユニットが前記検査データを取得したタイミングにおける前記無人飛行体の飛行位置の情報を含む飛行位置情報を取得するように構成された飛行位置情報取得部と、
前記飛行位置情報取得部によって取得した前記飛行位置情報と、前記設備の仕様に関する情報を含む設備情報と、に基づいて、前記検査データに含まれる少なくとも１つの部材について、他の部材と識別するための部材識別情報を演算するように構成された、識別情報演算部と、
を備える。

本開示によれば、屋内空間に配置された同形状を有する複数の部材が並んでいる設備を検査対象とした検査データについて、検査データに含まれる少なくとも１つの部材の識別情報を演算することが可能な演算装置が提供される。

ボイラ火炉内に配置された設備の概略的なレイアウトを示す図である。水冷壁２２の構成例を示す概略図である。一実施形態に係る演算装置１００の概略的なハードウェア構成を示すブロック図である。図３に示した演算装置１００の機能的な概略構成を示すブロック図である。表示装置５０の表示画面５０ａの一例を示す図である。表示装置５０の表示画面５０ａの一例を示す図である。識別情報の演算処理フローの一例の一部を示す図である。図７に示す演算処理フローの続きの一部を示す図である。図７に示す演算処理フローの続きの一部を示す図である。水冷壁２２の構成例の変形例を示す概略図である。

以下、添付図面を参照して本開示の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一の構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。

図１は、本開示の検査対象の一例であるボイラ火炉２内に配置された設備の概略的なレイアウトを示す図である。
図１に示すように、ボイラ火炉２は、燃料を燃焼させるための燃焼室を含む内部空間４を形成する中空状の構造体からなる。ボイラ火炉２は、ボイラ火炉２の内部空間４と外部空間とを隔てる火炉壁６として、前壁８、後壁１０、左壁１２及び右壁１４を含む。なお、図１では、説明の便宜上、ボイラ火炉２の構造を簡略化して示しているが、ボイラ火炉の形状は、より複雑な形状であってもよい。図示する例では、前壁８と後壁１０とが平行に配置されており、左壁１２と右壁１４とが平行に配置されている。

ボイラ火炉２の前壁８、後壁１０、左壁１２及び右壁１４の各々は、熱交換器として機能する水冷壁２２（図２参照）として構成されている。水冷壁２２（火炉壁６）は、同形状を有する複数の伝熱管２４（同形状を有する複数の部材）が平行に並んだ設備であり、複数の伝熱管２４の各々は上下方向あるいは斜め方向に延在している。図示するボイラ火炉２では、便宜的に、後述の伝熱パネル１６のパネル面に直交する方向を左右方向、左右方向と直交する水平方向を前後方向として説明する。また、左右方向のうち右方向をｘ方向、前後方向のうち後方向をｙ方向、高さ方向のうち上方向をｚ方向とし、３次元座標系の原点を基準点として説明する。前壁８を構成する複数の伝熱管２４は左右方向に並んでおり、後壁１０を構成する複数の伝熱管２４は左右方向に並んでおり、左壁１２を構成する複数の伝熱管２４は前後方向に並んでおり、右壁１４を構成する複数の伝熱管２４は前後方向に並んでいる。

ボイラ火炉２の内部空間４のうち上部には、複数の伝熱パネル１６が互いに平行に配置されている。複数の伝熱パネル１６は、左右方向に並んでおり、過熱器又は再熱器を構成する。伝熱パネル１６の各々は、同形状を有する複数の伝熱管（不図示）が平行に並んだ設備である。伝熱パネル１６を構成する複数の伝熱管は前後方向に並んでおり、当該複数の伝熱管の各々は上下方向に延在している。以下において、「設備」と記載する場合には、前壁８、後壁１０、左壁１２、右壁１４又は伝熱パネル１６を意味することとする。

本開示では、ボイラ火炉２の内部にＵＡＶ１８（Ｕｎｍａｎｎｅｄａｅｒｉａｌｖｅｈｉｃｌｅ：無人航空機、いわゆるドローン）を飛行させて、ＵＡＶ１８に取り付けられた検査ユニットとしてのカメラ２０によって上記設備の何れかの伝熱管を含む画像（検査データ）を撮影し、撮影した画像に含まれる伝熱管の異常の有無を演算装置１００により評価する。ＵＡＶ１８は、外部と通信可能な通信部（不図示）を備えており、カメラ２０によって撮影した画像を通信部を介して演算装置１００に送信する。以下の説明において、ＵＡＶ１８の機首が向く方向は、ＵＡＶ１８に取り付けられたカメラ２０が向く方向に一致する。

図３は、一実施形態に係る演算装置１００の概略的なハードウェア構成を示すブロック図である。
演算装置１００は、ＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）７２、ＲＡＭ（ＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ）７４、ＲＯＭ（ＲｅａｄＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）７６、ＨＤＤ（ＨａｒｄＤｉｓｋＤｒｉｖｅ）７８、入力Ｉ／Ｆ８０、及び出力Ｉ／Ｆ８２を含み、これらがバス８４を介して互いに接続されたコンピュータを用いて構成される。

なお、演算装置１００のハードウェア構成は上記に限定されず、制御回路と記憶装置との組み合わせにより構成されてもよい。また演算装置１００は、演算装置１００の各機能を実現するプログラムをコンピュータが実行することにより構成される。以下で説明する演算装置１００における各部の機能は、例えばＲＯＭ７６に保持されるプログラムをＲＡＭ７４にロードしてＣＰＵ７２で実行するとともに、ＲＡＭ７４やＲＯＭ７６におけるデータの読み出し及び書き込みを行うことで実現される。さらに、例えばＧＰＵ（ＧｒａｐｈｉｃｓＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）のような画像処理に特化した演算装置を備えることで、より効率良く画像データの処理を実行することが実現される。

図４は、図３に示した演算装置１００の機能的な概略構成を示すブロック図である。
図４に示すように、演算装置１００は、画像取得部３２（検査データ取得部）、飛行位置情報取得部３４、設備判定部３６、記憶部３８、識別情報演算部４０、関連付け処理部４２、出力部４８、リファレンス画像取得部４４（リファレンスデータ取得部）及び評価部４６を含む。

画像取得部３２は、ＵＡＶ１８に取り付けられたカメラ２０で撮影したボイラ火炉２内の設備の画像を、ＵＡＶ１８から取得するように構成される。すなわち、画像取得部３２は、同形状の複数の伝熱管が並んでいる設備を撮影対象とした画像を、ＵＡＶ１８に取り付けられたカメラ２０を介して取得するように構成される。

飛行位置情報取得部３４は、カメラ２０が上記画像を撮影したタイミングにおけるＵＡＶ１８の飛行位置を含む飛行位置情報を、ＵＡＶ１８の飛行中に飛行位置計測機器５２からリアルタイムで取得するように構成される。ここでは、飛行位置情報は、ボイラ火炉２の基準点を原点とする３次元座標系におけるＵＡＶ１８の位置、及び、ＵＡＶ１８のヨー角を示す情報である。一般的な位置計測は、ＧＮＳＳ（ＧｌｏｂａｌＮａｖｉｇａｔｉｏｎＳａｔｅｌｌｉｔｅＳｙｓｔｅｍ／全球測位衛星システム）を用いて行われることが多いが、ボイラ火炉２の内部空間のような屋内空間（特に屋内の密閉空間）では、ＧＮＳＳ信号を受信できない。ここで屋内空間とは、外部と壁等で仕切られた中空の空間のことを指す。このため、ボイラ火炉２の内部を飛行するＵＡＶ１８の飛行位置は、ＧＮＳＳ以外の飛行位置計測機器５２を用いて計測される。

ＧＮＳＳ以外の飛行位置計測機器５２としては、例えば、ＵＡＶ１８に搭載したレーザレンジスキャナー、地上からのレーザを用いたレーザトラッキングシステム、地上からのトラッキングを行う複眼カメラ、慣性計測装置（ＩｎｅｒｔｉａｌＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔＵｎｉｔ：ＩＭＵ）又は各種センサを用いたＳＬＡＭ（ＳｉｍｕｌｔａｎｅｏｕｓＬｏｃａｌｉｚａｔｉｏｎａｎｄＭａｐｐｉｎｇ）等を用いることができる。なお、ＵＡＶのｘ座標及びｙ座標は、これらの計測機器のうちの１つ又は複数の計測機器の計測結果に基づいて算出することができ、ＵＡＶのｚ座標（高さ方向における位置）は、上記の計測機器の例に加えて、気圧計の計測結果等に基づいて算出してもよい。また、ＵＡＶ１８のヨー角（カメラ２０の向き）は、例えば慣性計測装置又はＳＬＡＭの計測結果等から算出することができる。

記憶部３８には、ボイラ火炉２の内部の設備の寸法を含む設備情報が記憶されている。記憶部３８は、設備情報として後述の計算式（Ａ）～（Ｅ）を含む。設備判定部３６は、飛行位置情報取得部３４によって取得した飛行位置情報と、必要に応じて記憶部３８から取得した設備情報と、に基づいて、画像取得部３２によって取得した画像に含まれる設備（カメラ２０の撮影対象とした設備）を他の設備と識別するための設備識別情報をリアルタイムで判定するように構成される。上記ボイラ火炉２の例では、設備識別情報は、壁情報（前壁８、後壁１０、左壁１２、右壁１４のうちの何れであるかを示す情報）又はパネル情報（複数の伝熱パネル１６のうちの何れであるかを示す情報）である。例えば、画像取得部３２によって取得した画像に含まれる設備が前壁８である場合には、設備判定部３６は、画像取得部３２によって取得した画像に含まれる設備が前壁８である旨を判定する。設備識別情報の判定手法の詳細については後述する。

識別情報演算部４０は、飛行位置情報取得部３４によって取得した飛行位置情報と、記憶部３８に記憶された設備情報と、に基づいて、上記画像に含まれる少なくとも１つの部材について、他の部材と識別するための部材識別情報を演算するように構成される。識別情報演算部４０は、ＵＡＶ１８の飛行中に部材識別情報をリアルタイムで演算するように構成される。上記ボイラ火炉２の例では、部材識別情報が識別対象とする部材は各設備の伝熱管であり、部材識別情報は、上記画像に含まれる少なくとも１つの伝熱管について、他の伝熱管と識別するための管番号である。ここで、識別情報演算部４０は、設備判定部３６によって判定された設備識別情報に対応する設備情報を記憶部３８から取得して、部材識別情報としての管番号の演算に用いるように構成される。管番号の演算手法の詳細については後述する。

関連付け処理部４２は、画像取得部３２によって取得した画像と、設備判定部３６によって判定された設備識別情報（壁情報又はパネル番号）と、識別情報演算部４０によって演算された部材識別情報（管番号）と、飛行位置計測機器５２によって計測したＵＡＶ１８の高さ方向位置（ｚ座標）と、を関連付ける処理を行うように構成される。

リファレンス画像取得部４４は、関連付け処理部４２によって部材識別情報に関連付けられた画像に対応するリファレンス画像を、部材識別情報に基づいて外部のデータベース５４から取得するように構成される。リファレンス画像取得部４４は、このリファレンス画像として、例えば部材の正常な状態を示すリファレンス画像を取得してもよいし、部材の異常な状態を示すリファレンス画像を取得してもよい。また、リファレンス画像は、カメラ２０によって取得した画像に対して機械学習又はその他のデータ処理（例えば粉塵等の影響で判断しにくい検査データに対して判断を容易にするための補正処理や、水漏れ部等を着色により強調表示する補正処理等）を行うことにより得られた画像であってもよい。

評価部４６は、例えば図５に示すように、関連付け処理部４２によって部材識別情報に関連付けられた画像（ＵＡＶ１８に取り付けられたカメラ２０によって撮影した画像）と、リファレンス画像取得部４４によって取得したリファレンス画像とを比較して、部材識別情報に関連付けられた画像に含まれる部材の異常の有無を判断するように構成される。また、異常の有無の判断に機械学習等を用いてもよい。

出力部４８は、図５に示すように、関連付け処理部４２によって関連付けられた画像と設備識別情報と部材識別情報とを、表示装置５０の表示画面５０ａに同時に表示するための信号を出力可能に構成される。例えば図５に示すように、カメラ２０によって撮影した画像と、当該画像に写る設備の設備識別情報（図示する例では「前壁」）と、当該画像の中心点Ｐに位置する伝熱管２４の識別情報（図示する例では「管番号ｎ_ｘ」）と、ＵＡＶ１８の高さ方向位置（図示する例では「高さｈ」）と、を同時に表示装置５０の表示画面５０ａに表示するための信号を出力してもよい。また、出力部４８は、例えば図６に示すように、カメラ２０で撮影した画像と、当該画像に対応するリファレンス画像（リファレンス画像取得部４４によって取得したリファレンス画像）と、評価部４６によって判断した部材の異常の有無と、を表示装置５０の表示画面５０ａに同時に表示するための信号を出力可能に構成される。

次に、図７～９を用いて、識別情報の演算処理フローの一例を説明する。
図７は、識別情報の演算処理フローの一例の一部を示す図である。図８は、図７に示す演算処理フローの続きの一部を示す図である。図９は、図７に示す演算処理フローの続きの一部を示す図である。

図７に示すように、まず、Ｓ１０１において、飛行位置情報取得部３４は、カメラ２０がボイラ火炉２内で画像を撮影したタイミングにおけるＵＡＶ１８の飛行位置を含む飛行位置情報を飛行位置計測機器５２から取得する。飛行位置情報は、ボイラ火炉２の基準点を原点とする３次元座標系（ｘ，ｙ，ｚ）におけるＵＡＶ１８の位置、及び、ＵＡＶ１８のヨー角を含む情報である。

次に、Ｓ１０２において、設備判定部３６は、飛行位置情報取得部３４が取得した飛行位置情報が示すＵＡＶ１８のｚ座標が閾値Ｐｚよりも小さいか否かを判断する。ここで、閾値Ｐｚは、図１に示すように、ボイラ火炉２の上部に配置された複数の伝熱パネル１６の下端のｚ座標であり、記憶部３８から取得する設備情報である。Ｓ１０２において、飛行位置情報取得部３４が取得した飛行位置情報が示すＵＡＶ１８のｚ座標が閾値Ｐｚよりも小さい場合には、Ｓ２０１へ移行する。Ｓ１０２において、飛行位置情報取得部３４が取得した飛行位置情報が示すＵＡＶ１８のｚ座標が閾値Ｐｚよりも小さくない場合には、Ｓ１０３へ移行する。

Ｓ１０３では、設備判定部３６は、ＵＡＶ１８の機首が前壁８又は後壁１０を向いているか否かを判断する。すなわち、ＵＡＶ１８に取り付けられたカメラ２０が前壁８又は後壁１０を向いているか否かを判断する。例えば、ＵＡＶ１８のヨー角が前壁８側の所定角度範囲又は後壁側の所定角度範囲に属しているか否かを判断する。Ｓ１０３において、ＵＡＶ１８の機首が前壁８又は後壁１０を向いている場合、すなわち、カメラ２０が前壁８又は後壁１０を向いている場合には、Ｓ２０１へ移行する。Ｓ１０３において、ＵＡＶ１８のカメラ２０が前壁８及び後壁１０の何れも向いていない場合には、Ｓ１０４へ移行する。

Ｓ１０４では、設備判定部３６は、飛行位置情報取得部３４が取得した飛行位置情報が以下の条件（ａ）又は条件（ｂ）を満たすか否かを判断する。
条件（ａ）：飛行位置情報取得部３４が取得した飛行位置情報が示すＵＡＶ１８のｘ座標が閾値Ｐｘ１よりも小さく、且つ、ＵＡＶ１８に取り付けられたカメラ２０が左壁１２を向いている。
条件（ｂ）：飛行位置情報取得部３４が取得した飛行位置情報が示すＵＡＶのｘ座標が閾値Ｐｘｆよりも大きく、且つ、ＵＡＶ１８に取り付けられたカメラ２０が右壁１４を向いている。
ここで、閾値Ｐｘ１は、ボイラ火炉２の上部に配置された複数の伝熱パネル１６のうち、最も左壁１２に近い伝熱パネル１６ａのｘ座標であり、記憶部３８から取得する設備情報である。また、閾値Ｐｘｆは、ボイラ火炉２の上部に配置された複数の伝熱パネル１６のうち、最も右壁１４に近い伝熱パネル１６ｂのｘ座標であり、記憶部３８から取得する設備情報である。

Ｓ１０４において、飛行位置情報取得部３４が取得した飛行位置情報が条件（ａ）又は条件（ｂ）を満たす場合には、Ｓ２０１へ移行する。Ｓ１０４において、飛行位置情報取得部３４が取得した飛行位置情報が条件（ａ）及び条件（ｂ）の何れも満たさない場合には、Ｓ３０１へ移行する。

図８に示すように、Ｓ２０１では、カメラ２０の撮影対象となった設備が火炉壁６であるため、設備判定部３６は、火炉壁６の壁情報（火炉壁６の識別情報）の判定を行う。

例えば、ＵＡＶ１８の機首が前壁８を向いている場合、すなわち、ＵＡＶ１８のヨー角が前壁８側の所定角度範囲に属している場合には、Ｓ２０１において、設備判定部３６は、カメラ２０の撮影対象となった設備が前壁８であると判定する。また、ＵＡＶ１８の機首が後壁１０を向いている場合、すなわち、ＵＡＶ１８のヨー角が後壁１０側の所定角度範囲に属している場合には、設備判定部３６は、カメラ２０の撮影対象となった設備が後壁１０であると判定する。また、Ｓ１０４で条件（ａ）を満たした場合又はＳ１０２でＵＡＶ１８のｚ座標が閾値Ｐｚよりも小さく、かつＵＡＶ１８の機首が左壁１２を向いている場合、すなわち、ＵＡＶ１８のヨー角が左壁１２側の所定角度範囲に属している場合には、設備判定部３６は、カメラ２０の撮影対象となった設備が左壁１２であると判定する。また、Ｓ１０４で条件（ｂ）を満たした場合又はＳ１０２でＵＡＶ１８のｚ座標が閾値Ｐｚよりも小さく、かつＵＡＶ１８の機首が右壁１４を向いている場合、すなわち、ＵＡＶ１８のヨー角が右壁１４側の所定角度範囲に属している場合には、設備判定部３６は、カメラ２０の撮影対象となった設備が右壁１４であると判定する。

Ｓ２０２では、設備判定部３６の判定結果が前壁８又は後壁１０であるか否かを判断する。Ｓ２０２において設備判定部３６の判定結果が前壁８又は後壁１０であると判断された場合には、Ｓ２０３において判定結果が示す前壁８又は後壁１０の伝熱管２４の管番号の数え方がｘ方向における正方向（＋方向）か否かを判断する。Ｓ２０３において管番号の数え方がｘ方向における正方向である場合には、Ｓ２０４において以下の計算式（Ａ）で管番号の演算を行い、Ｓ２０３において管番号の数え方がｘ方向における負方向である場合には、Ｓ２０５において以下の計算式（Ｂ）で管番号の演算を行う。
ｎ_ｘ＝Ｎ_ｘ・ｘ／Ｌ_ｘ・・・（Ａ）
ｎ_ｘ＝Ｎ_ｘ－Ｎ_ｘ・ｘ／Ｌ_ｘ・・・（Ｂ）
ここで、Ｓ２０１における判定結果が前壁８であれば、ｎ_ｘは前壁８の伝熱管２４の管番号（識別番号）であり、Ｎ_ｘは前壁８の伝熱管２４の総数であり、ｘは飛行位置情報取得部３４が取得した飛行位置情報が示すＵＡＶのｘ座標であり、Ｌ_ｘは前壁８のｘ方向の幅である。また、Ｓ２０１における判定結果が後壁１０であれば、ｎ_ｘは後壁１０の伝熱管２４の管番号（識別番号）であり、Ｎ_ｘは後壁１０の伝熱管２４の総数であり、ｘは飛行位置情報取得部３４が取得した飛行位置情報が示すＵＡＶのｘ座標であり、Ｌ_ｘは後壁１０のｘ方向の幅である。

Ｓ２０２において、設備判定部３６の判定結果が前壁８又は後壁１０ではないと判断された場合（設備判定部３６の判定結果が左壁１２又は右壁１４であると判断された場合）には、Ｓ２０６において判定結果が示す左壁１２又は右壁１４の伝熱管２４の管番号の数え方がｙ方向における正方向（＋方向）か否かを判断する。Ｓ２０６において管番号の数え方がｙ方向における正方向である場合には、Ｓ２０７において以下の計算式（Ｃ）で管番号の計算を行い、Ｓ２０６において管番号の数え方がｙ方向における負方向である場合には、Ｓ２０８において以下の計算式（Ｄ）で管番号の計算を行う。
ｎ_ｙ＝Ｎ_ｙ・ｙ／Ｌ_ｙ・・・（Ｃ）
ｎ_ｙ＝Ｎ_ｙ－Ｎ_ｙ・ｙ／Ｌ_ｙ・・・（Ｄ）
ここで、Ｓ２０１における判定結果が左壁１２であれば、ｎ_ｙは左壁１２の伝熱管２４の管番号（識別番号）であり、Ｎ_ｙは左壁１２の伝熱管２４の総数であり、ｙは飛行位置情報取得部３４が取得した飛行位置情報が示すＵＡＶのｙ座標であり、Ｌ_ｙは左壁１２のｙ方向の幅である。また、Ｓ２０１における判定結果が右壁１４であれば、ｎ_ｙは右壁１４の伝熱管２４の管番号（識別番号）であり、Ｎ_ｙは右壁１４の伝熱管２４の総数であり、ｙは飛行位置情報取得部３４が取得した飛行位置情報が示すＵＡＶのｙ座標であり、Ｌ_ｙは右壁１４のｙ方向の幅である。

Ｓ２０９では、Ｓ２０１で判定された火炉壁６の壁情報（識別情報）と、Ｓ２０４，Ｓ２０５，Ｓ２０７，Ｓ２０８の何れかで演算された伝熱管２４の管番号（識別情報）と、Ｓ１０１で取得したＵＡＶのｚ座標（高さ情報）と、を表示装置５０に表示するための信号を出力部４８が出力する。

図９に示すように、Ｓ３０１では、カメラ２０の撮影対象となった設備が伝熱パネル１６であるため、設備判定部３６は、伝熱パネル１６のパネル番号（伝熱パネル１６の識別情報）の判定を行う。

例えば、複数の伝熱パネル１６のうち左壁１２からｎ番目の伝熱パネル１６のｘ座標をＰｘｎとすると、設備判定部３６は、Ｐｘｎと、飛行位置情報取得部３４が取得した飛行位置情報が示すＵＡＶ１８のｚ座標と、に基づいて、伝熱パネル１６のパネル番号の判定を行う。例えば、ＵＡＶ１８に取り付けられたカメラ２０が右壁１４を向いていて、且つＰｘ１＜ｘ＜Ｐｘ２を満たしていれば、Ｓ３０１において、設備判定部３６は、カメラ２０の撮影対象となった設備が左から２番目の伝熱パネル１６であると判定する。

Ｓ３０２では、Ｓ３０１における判定結果が示す左壁１２からｎ番目の伝熱パネル１６における伝熱管の管番号の数え方がｙ方向における正方向（＋方向）か否かを判断する。Ｓ３０２において管番号の数え方がｙ方向における正方向である場合には、Ｓ３０３において以下の計算式（Ｅ）で管番号の計算を行い、Ｓ３０２において管番号の数え方がｙ方向における負方向である場合には、Ｓ３０４において以下の計算式（Ｆ）で管番号の計算を行う。
ｎ_ｐｙ＝Ｎ_ｐｙ・ｙ／Ｐ_ｙ・・・（Ｅ）
ｎ_ｐｙ＝Ｎ_ｐｙ－Ｎ_ｐｙ・ｙ／Ｐ_ｙ・・・（Ｆ）
ここで、ｎ_ｐｙは左壁１２からｎ番目の伝熱パネル１６の伝熱管２４の管番号（識別番号）であり、Ｎ_ｐｙは左壁１２からｎ番目の伝熱パネル１６の伝熱管２４の総数であり、ｙは飛行位置情報取得部３４が取得した飛行位置情報が示すＵＡＶ１８のｙ座標であり、Ｐ_ｙは左壁１２からｎ番目の伝熱パネル１６のｙ方向の幅である。

Ｓ３０５では、Ｓ３０１で判定された伝熱パネル１６のパネル番号（伝熱パネル１６の識別情報）と、Ｓ３０３又はＳ３０４で演算された伝熱管の管番号（伝熱管の識別情報）と、Ｓ１０１で取得したＵＡＶのｚ座標（高さ情報）と、を表示装置５０に表示するための信号を出力部４８が出力する。

以上に示した識別情報の演算処理フローによれば、飛行位置情報と設備の仕様に関する情報とに基づいて、検査データに含まれる少なくとも１つの部材を他の部材と識別するための識別情報（ボイラ火炉の火炉壁の壁情報、伝熱パネルのパネル番号、及び、伝熱管の管番号）を演算することが可能となる。

本開示は上述した実施形態に限定されることはなく、上述した実施形態に変形を加えた形態や、これらの形態を適宜組み合わせた形態も含む。

例えば、ＧＮＳＳ信号を受信できない密閉空間を内部に形成するストーカ式のごみ焼却炉において、同形状を有する複数の耐火材（耐火タイル又は耐火レンガ等）が並んでいる炉壁の検査にも適用可能である。

また、例えば、図１０に示すように、複数の伝熱管２４の各々が斜め方向に延在している場合には、上述した計算式（Ａ）を例に挙げると、図示した角度αを用いて補正を行うことで、以下の計算式から位置Ｐの伝熱管２４の管番号の演算を行うことができる。
ｎ_ｘ＝Ｎ_ｘ・（ｘ―ｚ／ｔａｎ（α））／Ｌ_ｘ
ここで、角度αは伝熱管２４の延在方向とｘ方向とのなす角度であり、記憶部３８から取得する設備情報である。

また、上述した実施形態では、検査データの例として、カメラ２０で撮影した画像を例示したが、検査データは画像に限らず、動画、３Ｄデータ若しくは音波データ又はこれらの組み合わせであってもよい。すなわち、検査データは、画像、動画、３Ｄデータ及び音波データのうち少なくとも１つを含んでいればよい。

また、上述した実施形態では、検査対象の設備における同形状を有する複数の部材として、ボイラ火炉の火炉壁６（前壁８、後壁１０、左壁１２、右壁１４）を構成する複数の伝熱管２４、ボイラ火炉２の過熱器の伝熱パネルを構成する複数の伝熱管、及び、ボイラ火炉２の再熱器の伝熱パネルを構成する複数の伝熱管を例示した。ただし、検査対象の設備における同形状を有する複数の部材は、ボイラ火炉２の火炉壁６（前壁８、後壁１０、左壁１２、右壁１４）であってもよいし、ボイラ火炉２の過熱器又は再熱器の複数の伝熱パネル１６であってもよい。検査対象の設備における同形状を有する複数の部材が複数の火炉壁６である場合には、識別情報演算部が演算する部材識別情報は、火炉壁６同士を識別するための壁情報（前壁８、後壁１０、左壁１２、右壁１４の何れであるかを示す情報）であってもよく、検査対象の設備における同形状を有する複数の部材がボイラ火炉２の過熱器又は再熱器の伝熱パネル１６である場合には、識別情報演算部が演算する部材識別情報は、過熱器又は再熱器の伝熱パネルのパネル番号であってもよい。

また、上述した実施形態では、出力部４８は、カメラ２０で撮影した画像、当該画像に対応するリファレンス画像、評価部４６によって判断した部材の異常の有無、設備識別情報、部材識別情報、及びＵＡＶ１８の高さ位置等を、を表示装置５０の表示画面５０ａに同時に表示するための信号を出力した。ただし、他の実施形態では、出力部４８は、これらの情報を適宜組み合わせた内容を報告書として出力するように構成されていてもよい。

また、上述した実施形態では、ボイラ火炉２の内部の設備の仕様を含む設備情報が演算装置１００の記憶部３８に記憶されており、リファレンス画像（リファレンスデータ）が演算装置１００の外部のデータベース５４に記憶されていた。ただし、他の実施形態では設備情報及びリファレンスデータの両方が演算装置１００の記憶部に３８に記憶されていてもよいし、設備情報及びリファレンスデータの両方が演算装置１００の外部のデータベース５４に記憶されていてもよい。また、設備情報が演算装置１００の外部のデータベース５４に記憶され、リファレンスデータが演算装置１００の記憶部３８に記憶されていてもよい。

上記各実施形態に記載の内容は、例えば以下のように把握される。

（１）本開示に係る演算装置は、
屋内空間に配置された同形状を有する複数の部材が並んでいる設備を検査対象とした検査データを、無人飛行体に取り付けられた検査ユニットを介して取得するように構成された検査データ取得部（例えば上述の画像取得部３２）と、
前記検査ユニットが前記検査データを取得したタイミングにおける前記無人飛行体の飛行位置の情報を含む飛行位置情報を取得するように構成された飛行位置情報取得部（例えば上述の飛行位置情報取得部３４）と、
前記飛行位置情報取得部によって取得した前記飛行位置情報と、前記設備の仕様に関する情報を含む設備情報と、に基づいて、前記検査データに含まれる少なくとも１つの部材について、他の部材と識別するための部材識別情報を演算するように構成された、識別情報演算部（例えば上述の識別情報演算部４０）と、
を備える。

上記（１）に記載の演算装置によれば、同形状を有する複数の部材が並んでいる設備を検査対象とした検査データについて、飛行位置情報と設備の仕様に関する情報とに基づいて、検査データに含まれる少なくとも１つの部材を他の部材と識別するための識別情報を演算することが可能となる。

（２）幾つかの実施形態では、上記（１）に記載の演算装置において、
前記設備の仕様に関する情報は、前記設備の寸法に関する情報を含む。

上記（２）に記載の演算装置によれば、同形状を有する複数の部材が並んでいる設備を検査対象とした検査データについて、飛行位置情報と設備の寸法に関する情報とに基づいて、検査データに含まれる少なくとも１つの部材を他の部材と識別するための識別情報をより正確に演算することが可能となる。

（３）幾つかの実施形態では、上記（１）又は（２）に記載の演算装置において、
前記飛行位置情報取得部によって取得した前記飛行位置情報に基づいて、前記検査データが検査対象とした前記設備を他の設備と識別するための設備識別情報を判定するように構成された設備判定部（例えば上述の設備判定部３６）を備え、
前記識別情報演算部は、前記設備判定部によって判定された前記設備識別情報に対応する前記設備情報を取得して、前記部材識別情報の演算に用いるように構成される。

上記（３）に記載の演算装置によれば、同形状を有する複数の部材が並んでいる設備について、他の設備と識別するための設備識別情報を自動で判定することにより、部材識別情報の演算に用いるための適切な設備情報を、より容易に取得することができる。

（４）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（３）の何れかに記載の演算装置において、
前記屋内空間は、ＧＮＳＳ（全球測位衛星システム）を利用することができない空間である。

上記（４）に記載の演算装置によれば、屋内空間がＧＮＳＳを利用することができない空間であっても、同形状を有する複数の部材が並んでいる設備を検査対象とした検査データについて、飛行位置情報と設備の仕様に関する情報とに基づいて、検査データに含まれる少なくとも１つの部材を他の部材と識別するための識別情報を演算することが可能となる。

（５）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（４）の何れかに記載の演算装置において、
前記設備はボイラ火炉内又はごみ焼却炉内に配置される。

上記（５）に記載の演算装置によれば、ボイラ火炉内又はごみ処理炉内に配置された設備が有する部材について、他の部材と識別するための識別情報を演算することが可能となる。これらの設備では、形状が同じだけでなく寸法もほぼ同じ部材が配置されていることから混同が生じやすく、他の部材と識別するための識別情報のニーズが高い。

（６）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（５）の何れかに記載の演算装置において、
前記飛行位置情報取得部は、前記飛行位置情報を前記無人飛行体の飛行中にリアルタイムで取得するように構成され、
前記識別情報演算部は、前記部材識別情報の演算をリアルタイムで行うように構成される。

上記（６）に記載の演算装置によれば、部材識別情報をリアルタイムで把握することができる。その結果、無人飛行体の飛行中に部材識別状況により検査位置を正確に把握しながら操縦できる。

（７）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（６）の何れかに記載の演算装置において、
前記検査データ取得部によって取得した前記検査データと前記識別情報演算部によって演算された前記部材識別情報とを関連付ける処理を行う関連付け処理部（例えば上述の関連付け処理部４２）と、
前記関連付け処理部によって関連付けられた前記検査データと前記部材識別情報とを表示するための信号を出力可能な出力部（例えば上述の出力部４８）と、
を更に備える。

上記（７）に記載の演算装置によれば、検査データと部材識別情報とを適切に関連付けて表示させることができる。

（８）幾つかの実施形態では、上記（７）に記載の演算装置において、
前記関連付け処理部によって前記部材識別情報に関連付けられた前記検査データに対応するリファレンスデータを、前記部材識別情報に基づいて取得するように構成されたリファレンスデータ取得部（例えば上述のリファレンス画像取得部４４）を更に備え、
前記出力部は、前記リファレンスデータ取得部によって取得した前記リファレンスデータと、前記リファレンスデータに対応する前記検査データと、を同時に表示するための信号を出力可能に構成される。

上記（８）に記載の演算装置によれば、検査データとデータベースに保存された過去の状態等を示すリファレンスデータとを容易に比較することができる。

（９）幾つかの実施形態では、上記（８）に記載の演算装置において、
前記リファレンスデータ取得部は、前記リファレンスデータとして、前記部材の正常な状態を示すリファレンスデータを取得するように構成される。

上記（９）に記載の演算装置によれば、検査データを部材の正常な状態を示すリファレンスデータと容易に比較することができる。

（１０）幾つかの実施形態では、上記（８）又は（９）に記載の演算装置において、
前記リファレンスデータ取得部は、前記リファレンスデータとして、前記部材の異常な状態を示すリファレンスデータを取得するように構成される。

上記（１０）に記載の演算装置によれば、検査データを部材の異常な状態を示すリファレンスデータと容易に比較することができる。

（１１）幾つかの実施形態では、上記（８）乃至（１０）の何れかに記載の演算装置において、
前記リファレンスデータ取得部は、前記検査ユニットによって取得した検査データに対して機械学習又はその他のデータ処理を行うことにより得られたデータを、前記リファレンスデータとして取得するように構成される。

上記（１１）に記載の演算装置によれば、機械学習又はその他のデータ処理により、例えば粉塵等の影響で判断しにくい検査データに対して判断を容易にするための補正処理や、水漏れ部等を着色により強調表示する補正処理等を行うことにより、検査データとリファレンスデータとの比較が容易となる。

（１２）幾つかの実施形態では、上記（８）乃至（１１）の何れかに記載の演算装置において、
前記検査データと前記リファレンスデータとを比較して前記検査データに含まれる部材の異常の有無を判断するように構成された評価部（例えば上述の評価部４６）を更に備える。

上記（１２）に記載の演算装置によれば、例えば機械学習等を用いて検査データに含まれる部材の異常の有無を自動で評価することができる。

（１３）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（１２）の何れかに記載の演算装置において、
前記飛行位置情報取得部は、前記飛行位置情報として、３次元座標系における前記無人飛行体の位置及び前記無人飛行体のヨー角を取得するように構成される。

上記（１３）に記載の演算装置によれば、無人飛行体の位置及びヨー角の情報を含む飛行位置情報と、設備情報とに基づいて、検査データに含まれる少なくとも１つの部材を他の部材と識別するための識別情報を演算することが可能となる。

（１４）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（１３）の何れかに記載の演算装置において、
前記識別情報演算部は、前記部材識別情報として、ボイラ火炉の火炉壁の壁情報、伝熱パネルのパネル番号、及び、伝熱管の管番号、のうち少なくとも１つを演算するように構成される。

上記（１４）に記載の演算装置によれば、飛行位置情報と設備の仕様に関する情報とに基づいて、ボイラ火炉の火炉壁の壁情報、伝熱パネルのパネル番号、及び、伝熱管の管番号、のうち少なくとも１つを演算することが可能となる。

（１５）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（１４）の何れかに記載の演算装置において、
前記検査データ取得部は、前記検査データとして、画像、動画、３Ｄデータ及び音波データのうち少なくとも１つを取得するように構成される。

上記（１５）に記載の演算装置によれば、同形状を有する複数の部材が並んでいる設備についての検査データである画像、動画、３Ｄデータ及び音波データの少なくとも１つについて、検査データに含まれる少なくとも１つの部材を他の部材と識別するための識別情報を演算することが可能となる。

２ボイラ火炉
４内部空間
６火炉壁
８前壁
１０後壁
１２左壁
１４右壁
１６伝熱パネル
１８ＵＡＶ
２０カメラ
２２水冷壁
２４伝熱管
３２画像取得部
３４飛行位置情報取得部
３６設備判定部
３８記憶部
４０識別情報演算部
４２関連付け処理部
４４リファレンス画像取得部
４６評価部
４８出力部
５０表示装置
５２飛行位置計測機器
７２ＣＰＵ
８４バス
１００演算装置

Claims

屋内空間に配置された同形状を有する複数の部材が並んでいる設備を検査対象とした検査データを、無人飛行体に取り付けられた検査ユニットを介して取得するように構成された検査データ取得部と、
前記検査ユニットが前記検査データを取得したタイミングにおける前記無人飛行体の飛行位置の情報を含む飛行位置情報を取得するように構成された飛行位置情報取得部と、
前記飛行位置情報取得部によって取得した前記飛行位置情報と、前記設備の仕様に関する情報を含む設備情報と、に基づいて、前記検査データに含まれる少なくとも１つの部材について、他の部材と識別するための部材識別情報を演算するように構成された、識別情報演算部と、
前記飛行位置情報取得部によって取得した前記飛行位置情報に基づいて、前記検査データが検査対象とした前記設備を他の設備と識別するための設備識別情報を判定するように構成された設備判定部と、
を備え、
前記識別情報演算部は、前記設備判定部によって判定された前記設備識別情報に対応する前記設備情報を取得して、前記部材識別情報の演算に用いるように構成され、
前記設備判定部は、
前記飛行位置情報取得部が取得した前記飛行位置情報が示す前記無人飛行体のｚ座標が第１閾値よりも小さい場合に、ボイラの火炉壁の識別情報の判定を行い、
前記飛行位置情報取得部が取得した前記飛行位置情報が示す前記無人飛行体のｚ座標が前記第１閾値よりも小さくない場合に、前記無人飛行体のヨー角に基づいて、前記火炉壁の識別情報の判定を行うか前記ボイラの火炉の上部に配置された伝熱パネルの識別情報の判定を行うかを決定するように構成される、演算装置。
前記設備の仕様に関する情報は、前記設備の寸法に関する情報を含む、請求項１に記載の演算装置。
前記屋内空間は、ＧＮＳＳ（全球測位衛星システム）を利用することができない空間であることを特徴とする、請求項１又は２に記載の演算装置。
前記設備はボイラ火炉内又はごみ焼却炉内に配置された、請求項１乃至３の何れか１項に記載の演算装置。
前記飛行位置情報取得部は、前記飛行位置情報を前記無人飛行体の飛行中にリアルタイムで取得するように構成され、
前記識別情報演算部は、前記部材識別情報の演算をリアルタイムで行うように構成された、請求項１乃至４の何れか１項に記載の演算装置。
前記検査データ取得部によって取得した前記検査データと前記識別情報演算部によって演算された前記部材識別情報とを関連付ける処理を行う関連付け処理部と、
前記関連付け処理部によって関連付けられた前記検査データと前記部材識別情報とを表示するための信号を出力可能な出力部と、
を更に備える、請求項１乃至５の何れか１項に記載の演算装置。
前記関連付け処理部によって前記部材識別情報に関連付けられた前記検査データに対応するリファレンスデータを、前記部材識別情報に基づいて取得するように構成されたリファレンスデータ取得部を更に備え、
前記出力部は、前記リファレンスデータ取得部によって取得した前記リファレンスデータと、前記リファレンスデータに対応する前記検査データと、を同時に表示するための信号を出力可能に構成された、請求項６に記載の演算装置。
前記リファレンスデータ取得部は、前記リファレンスデータとして、前記部材の正常な状態を示すリファレンスデータを取得するように構成された、請求項７に記載の演算装置。
前記リファレンスデータ取得部は、前記リファレンスデータとして、前記部材の異常な状態を示すリファレンスデータを取得するように構成された、請求項７又は８に記載の演算装置。
前記リファレンスデータ取得部は、前記検査ユニットによって取得した検査データに対して機械学習又はその他のデータ処理を行うことにより得られたデータを、前記リファレンスデータとして取得するように構成された、請求項７乃至９の何れか１項に記載の演算装置。
前記検査データと前記リファレンスデータとを比較して前記検査データに含まれる部材の異常の有無を判断するように構成された評価部を更に備える、請求項７乃至１０の何れか１項に記載の演算装置。
前記飛行位置情報取得部は、前記飛行位置情報として、３次元座標系における前記無人飛行体の位置及び前記無人飛行体のヨー角を取得するように構成された、請求項１乃至１１の何れか１項に記載の演算装置。
前記識別情報演算部は、前記部材識別情報として、ボイラ火炉の火炉壁の壁情報、伝熱パネルのパネル番号、及び、伝熱管の管番号、のうち少なくとも１つを演算するように構成された、請求項１乃至１２の何れか１項に記載の演算装置。
前記検査データ取得部は、前記検査データとして、画像、動画、３Ｄデータ及び音波データのうち少なくとも１つを取得するように構成された、請求項１乃至１３の何れか１項に記載の演算装置。