JP7442848B2 - 撮像装置、撮像装置の制御方法 - Google Patents
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Description
この現象をコロナ放電と呼び、電気設備において、絶縁の劣化や汚染はコロナ放電を引き起こす原因となる。
また、コロナ放電が発生すると、電力損失、電波障害や通信障害が発生し、また、電線腐食の誘因になることが知られている。
さらに、電波障害は無線通信用の電波を妨害するもので、通信障害は付近の通信線に誘導障害を引き起こすことが知られている。
しかしながら、ターゲットが小さく、コロナ放電の強度が弱いため、(3)による視覚的観測では、コロナ放電の発生状態を検査することは困難である。
<システム構成の説明>
〔第1実施形態〕
図1は、本実施形態を示す撮像装置の構成を示すブロック図である。なお、本実施形態では、検査官が高電圧電気設備、例えば送電鉄塔において、小型ハンディタイプの撮像装置(カメラ装置)を操作して碍子連を撮像する場合を説明するが、送電鉄塔付近において、三脚等を使用して検出装置を固定した状態で、コロナ放電状態を検出する対象(碍子連)を撮像する構成としてもよい。ここで、電気設備は、碍子連に限らず、電気設備におけるコロナ放電箇所であれば、本発明を適用可能である。
なお、本実施形態に示す撮像装置の入射レンズは、複数の焦点レンズ群で構成され、かつ、複数の焦点レンズ群は、広角側に焦点する第1のレンズ群と、望遠側に焦点する第2のレンズ群とから構成し、後述する図2に示す操作部21-2により焦点位置を広角側または望遠側に位置へ切り替え可能に構成している。
19は画像処理ユニットで、MCP/UVのいずれかに基づく画像処理を行った後、画像合成ユニット14へ画像データを出力装置15に出力する。
さらに、画像合成ユニット14は、紫外線画像データに対してノイズ除去処理を含む特定の画像処理を行う。
図3において、21-4-1は写る範囲を示し、中心部に確保される合成撮像エリア21-4-2に高圧電気設備画像上に、コロナ放電領域21-4-3を含めて表示した状態を示す。
本例は、図1に示したハードウエア資源による画像処理の一部を画像処理プロセッサ(MPU)19BがROM19Cに記憶された画像解析プログラムをRAM19Aに展開して実行することで出力装置15に出力すべき第3の画像データ出力する例に対応する。25は撮像装置で、第1の撮像部25と、第2の撮像部26を備え、画像処理プロセッサ(MPU)19Bが第1の撮像部25で処理した第1の画像データと、第2の撮像部26で処理した第2の画像データとに対して、後述する画像演算処理を実行することで、出力装置15に出力する第3の画像データを生成する。
図6は、図1に示した第1の撮像部25から出力される第1の画像データ22に対応し、図7は、図1に示した第2の撮像部26から出力される第2の画像データ23に対応し、図8は、図1に示した画像合成ユニット14から出力される第3の画像データ24に対応する。
なお、図6において、P-1は、碍子P-2の欠損部を示し、コロナ放電が発生し得ると想定されるが、可視光で撮影してもコロナ放電領域を特定されない状態を示している。
一方、図7において、P―2-1~P-2-7はコロナ放電を捉えた第2の画像データ23に対応し、サイズの異なるコロナ放電が発生している状態を示している。
さらに、図8において、P―3-1~P-3-7は、碍子P-2の画像データと、第2の画像データP―2-1~P-2-7とを重ね合わせた合成画像データ(第3の画像データ)の状態を示し、具体的には、図6に示す第1の画像データと、図7に示す第2の画像データとを位置合わせした状態の重ね合わせ画像に対応する。
このように、高圧電気設備の背景画像上に、コロナ放電領域を特定する第3の画像データを重ね合わせて表示することで、保守管理者(撮像装置21を操作した操作者)は、液晶ディスプレイ21-4上でコロナ放電箇所を鮮明な画像(動画、静止画)として確認することができる。
これにより、保守管理者は、保守管理すべき高圧電気設備が広範囲に及ぶ場合でも、保守管理対象となる高電圧電気設備を撮像装置で撮像する簡単な操作で、コロナ放電箇所を容易に特定することができる。
図9は、本実施形態を示す撮像装置における画像処理例を説明するフローチャートである。なお、(1)~(9)は各ステップを示し、各ステップは、図4に示した画像処理プロセッサ19BがROM64に記憶された画像処理プログラムを実行することで実現される。
そこで、画像処理プロセッサ19Bは、選択された撮影モードが静止画モードであるか、動画モードであるかを判断する(1)。
一方、ステップ(5)で、図1に示したビームスプリッタ11に入光する光線が紫外線である場合、ステップ(9)へ進む。
なお、ステップ(11)において、画像処理プロセッサ19Bは、紫外線画像データ(第2の画像データ)に対して所定のウェブレット変換処理を実行する第1の画像処理を実行した後、RAM19Aに記憶させる。
なお、ステップ(12)において、画像処理プロセッサ19Bは、所定のウェブレット変換処理がなされた紫外線画像データ(第2の画像データ)と、RAM19Aに展開された可視光線に基づく第1の画像データとに対して所定の機械学習画像レジストレーション処理を行わせる第2の画像処理ステップを実行する。
これにより、出力装置15上では、図3に示した電気設備画像上に放電箇所を特定するコロナ放電画像を重ね合わせた状態で出力することができる。
なお、出力装置15は、表示装置であってもよいし、印刷装置、画像データ送信装置であってもよい。
本実施形態によれば、通常の紫外線が照射される環境において、通常視認できない高圧電気的設備で発生している放電箇所を鮮明な検査画像として出力することで、電気設備の保守点検作業の負担を軽減し、放電箇所を鮮明な画像としてすることが適切な部品交換作業、清掃作業、保守作業を効率よく行える。
(1) 1つの入射レンズを介して入射する被写体の入射光を撮像処理する撮像装置であって、前記入射光のうち可視光線を通過させる第1の光路系と、前記入射光のうち紫外線を通過させる第2の光路系とに光路を分離するビームスプリッタと、前記ビームスプリッタにより分離された可視光線を、可視光レンズを介して撮像する第1のイメージセンサと、前記ビームスプリッタにより分離された紫外線を、紫外線レンズおよび紫外線バンドパスフィルタを介して撮像する第2のイメージセンサと、前記第2のイメージセンサが撮像した紫外線画像データに対して特定のイメージ処理を実行する画像処理ユニットと、前記第1のイメージセンサが撮像した可視画像データと、前記画像処理ユニットから出力される紫外線画像データとを合成して出力画像データを生成する画像合成ユニットと、を携帯可能な筐体に収容し、さらに、前記出力画像データをドローンに装着可能なSDメモリに録画可能とし、かつ、前記画像合成ユニットが行う特定の画像処理は、前記可視画像データと前記紫外線画像データとに対する所定の機械学習画像レジストレーション処理することを特徴とする。
12 可視光レンズ
16 紫外線レンズ
17 UVバンドパスフィルタ
13 第1のCCDイメージセンサ
18 第2のCCDイメージセンサ
19 画像処理ユニット
Claims (7)
- 1つの入射レンズを介して入射する被写体の入射光を撮像処理する撮像装置であって、
前記入射光のうち可視光線を通過させる第1の光路系と、前記入射光のうち紫外線を通過させる第2の光路系とに光路を分離するビームスプリッタと、
前記ビームスプリッタにより分離された可視光線を、可視光レンズを介して撮像する第1のイメージセンサと、
前記ビームスプリッタにより分離された紫外線を、紫外線レンズおよび紫外線バンドパスフィルタを介して撮像する第2のイメージセンサと、
前記第2のイメージセンサが撮像した紫外線画像データに対して特定のイメージ処理を実行する画像処理ユニットと、
前記第1のイメージセンサが撮像した可視画像データと、前記画像処理ユニットから出力される紫外線画像データとを合成して出力画像データを生成する画像合成ユニットと、
を携帯可能な筐体に収容し、
さらに、前記出力画像データをドローンに装着可能なSDメモリに録画可能とし、かつ、前記画像合成ユニットが行う特定の画像処理は、前記可視画像データと前記紫外線画像データとに対する所定の機械学習画像レジストレーション処理することを特徴とする撮像装置。 - 前記画像合成ユニットがさらに行う特定の画像処理は、前記紫外線画像データに対するノイズ除去処理であることを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。
- 前記画像合成ユニットが合成した出力画像データを可視化して出力する出力手段を備えることを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。
- 前記入射レンズは、複数の焦点レンズ群で構成したことを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。
- 前記複数の焦点レンズ群は、広角側に焦点する第1のレンズ群と、望遠側に焦点する第2のレンズ群とから構成し、焦点位置を広角側または望遠側に位置へ切り替え可能に構成したことを特徴とする請求項4に記載の撮像装置。
- 前記電気設備を撮像する際、選択される動画モードと、静止画モードとのいずれかを設定するモード設定手段を備えることを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。
- 1つの入射レンズを介して入射する被写体の入射光を撮像処理する装置の制御方法であって、
前記入射光のうち可視光線を通過させる第1の光路系と、前記入射光のうち紫外線を通過させる第2の光路系とに光路を分離するビームスプリッタと、
前記ビームスプリッタにより分離された可視光線を、可視光レンズを介して撮像する第1のイメージセンサと、
前記ビームスプリッタにより分離された紫外線を、紫外線レンズおよび紫外線バンドパスフィルタを介して撮像する第2のイメージセンサと、
前記第2のイメージセンサが撮像した紫外線画像データに対して特定のイメージ処理を実行する画像処理ユニットと、
前記第1のイメージセンサが撮像した可視画像データと、前記画像処理ユニットから出力される紫外線画像データとを合成して出力画像データを生成する画像合成ユニットと、
を携帯可能な筐体に収容し、
前記画像処理ユニットは、
前記紫外線画像データに対して所定の画像処理を実行する第1の画像処理ステップを備え、
前記画像合成ユニットは、
前記可視画像データと前記所定の画像処理が実行された紫外線画像データとに対して所定の機械学習画像レジストレーション処理を行わせる第2の画像処理ステップと、
前記所定の機械学習画像レジストレーション処理が実行された第1の画像データと、第2の画像データとの画素位置とを重ね合わせる第3の画像処理ステップと、を備え、
前記出力画像データをドローンに装着可能なSDメモリに録画可能とすることを特徴とする撮像装置の制御方法。
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