JPH02276988A - 管内異物検知方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は配管設備の劣化診断及び新設、更生時の検査
に使用する管内検査ロボットに搭載したテレビカメラに
よる管内の異物の検知方法及びその装置に関するもので
ある。

（従来の技術） 従来配管内の、錆コブ等の管内周に付着した異物の検知
に当っては、テレビカメラを搭載した管内ロボットを走
行させ、管の内周面の状態を上記テレビカメラで撮影し
、これを地上等でテレビ画面に映し出し、オペレーター
が常時この映像を目視することにより異物を検知し、か
つその位置を検出していた。

（発明が解決しようとする課題） しかしながらこの方法では長時間に及ぶオペレーターの
映像への注視が必要となり、極度の疲労を伴うとともに
管内の異物の見落としが生じるおそれがある欠点を有し
ていた。さらに異物の寸法の計測はオペレーターの主観
的判断のため、誤測定となる等の欠点もあった。

この発明はこれらの欠点を除去することを目的としたも
のである。

（課題を解決するための手段） そこでこの発明は上記テレビカメラにより撮影した管路
内を直接テレビ画面に映し出すのではなく、上記テレビ
映像を画像処理技術のうちの外観認識技術を利用して行
うものであり、テレビカメラから映像をＡＤ変換し、デ
ジタル信号を画像解析装置のフレームメモリに取り込み
、記憶された画像信号から異物の有無を検知し、かつそ
の異物の寸法や位置を測定する。この異物の有無等の検
知は具体的には管の中心に位置させたテレビカメラを搭
載した管内検査ロボットを管内で走行させ、一定距離毎
に当該テレビカメラで管内を撮影し、当該箇所の管の中
心から管の内周面にかけての濃度変化を測定し、事前に
設定されたレベル以上の濃度変化を確認した場合異物が
存在すると認識し。

濃度変化のプラスの立ち上がり点とマイナスの立ち上が
り点から異物の位置及び寸法を算出する。

この算出値から上記検査ロボットの制御部に対して動作
信号を出力し、さらに検査記録部にその値の記録を行う
方法であり、かつその装置である。

（作　用） 管内を均一な照度で照らすと、管の中心は反射がないた
め暗く、管の内周面に近づくに従って反射が大きくなる
ため明るくなる。従って濃度曲線は管の中心から管の内
周面にかけて次第に高くなっていく、シかしながら管の
内周に錯コブ、管の変形、不明物体の付着等の、異物の
存在によって上記濃度曲線はこれらの異物箇所で急に高
くなり、その掻上がって再び次第に高くなっていく。こ
の様に異物箇所では上記濃度曲線が変化する。この発明
はこの原理に基づき、テレビカメラにより管内を撮影し
た映像を画像解析し、上記濃度変化を測定し、予め設定
したレベル以上の濃度変化を確認した場合異物が存在す
るとＬｙ！、ｍ　Ｌ／、その位置及び寸法を画像を介し
て計測する。

（実施例） 以下この発明の実施例を図について説明する。

第１図はこの発明の装置の実施例を示す概略構成図であ
る。第１図に示すように、視野内で均一な照度となるよ
う直径３ｍｎ＋の小径ハロゲンランプを環状に１６個配
した照明装置１をその外周に有するテレビカメラ２を設
け、このテレビカメラ２は異物の濃淡が得られ易い視野
角約１００度のカラーＣＣＤカメラであり、管路内を走
行可能なように台車３に固定され、かつ当該カメラ２は
管路の断面中心位置に通常は位置し、台車３が異物上に
ある場合異物の高さの１／２ずれる。このテレビカメラ
２から得られるＮＴＳＣビデオ信号をＲＧＢ弁別装置４
に入力し、ＲＧＢの夫々に弁別して出力する。ＲＧＢに
弁別した信号をＲＧＢ配合回路５に入力し、モノクロー
ム信号とする前処理を行った後、二値化画像処理袋＠６
に入力し、第２図のフローチャートに示す異物検知及び
計測演算プログラムにより、異物の位置及び高さの算出
を行う。この演算処理の状態をモニターテレビ７に表示
し、原映像をビデオテープレコーダ８の映像トラックに
収録し、異物を検知した場合、異常信号として音声トラ
ックに音声信号を収録する。また過大な異物を検知した
際に、カメラを搭載する管内走行ロボットの動作制御部
に停止信号等の走行制御信号をインターフェイス９を介
して出力する。

第２図はこの発明の方法及び装置における異物検知及び
異物の位置１寸法等の計測演算プログラムのフローチャ
ートを示したものであり、第３図は第２図のフローチャ
ートにおける映像又は処理を示すものである。まず第２
図に示す如く、テレビカメラ２で撮影したものをモノク
ローム映像として入力し、映像１０内の上下の重心位置
ｘを計測する。これは第３図（イ）に示す如く濃度の最
も濃い位置となる。次に同様に左右の重心位置Ｙを第３
図（ロ）に示す如く計測する。この様にして第３図（ハ
）に示すごとく、管の仮の中心Ｏ′を決定する。

それから第３図（ニ）に示すごとく、仮の中心Ｏ′から
映像を４５度８等分に区切る。各区分Ｓ内に仮の中心Ｏ
′から５度ピッチで放射線りを引き、第３図に示すごと
＜ＡＬＬ上の各濃度をサーチし、各１区分Ｓ内の平均濃
度を算出し基準濃度とする。次に上記５度ピッチの放射
線り上をサーチした濃度曲線の一本毎に、予め設定され
た微分方程式に基づき演算を行い、微分曲線のレベルが
予め定めた設定値を越えたか否かを見る。この設定値を
越えた場合異物が存在するとし、越えなければ異物無し
として終了する。

異物があると判断された場合は改めて管の真の中心Ｏを
求める。管の真の中心Ｏを求めるには、第４図に示すご
とく、映像１０内に６４個のウィンドウ１１をリング状
に設定し、上記各区分Ｓ内ごとの平均濃度を基準濃度と
して当該区分Ｓに属する各ウィンド１１の二値化処理を
行う。各ウィンドウ１１の二値化による区分けした一方
の種類の面積計算を行い、この一方の種類の面積が一定
値以上のウィンドウ１１の数を算出し、Ｎ個未満の場合
には上記板の中心Ｏ′を真の中心０として取り扱う。ま
たＮ個以上の場合には、第５図に示すごとく、該当する
ウィンドウ１１′夫々の区画線の重心位置から管の真の
中心０位置を算出する。そしてこの真の中心Ｏ位置から
５度ピッチの放物線り上の濃度微分曲線のプラスの立上
りと、マイナスの立上りを、第３図（ト）に示す如く検
出する。そして第３図（チ）に示すごとく１両立上りの
中央を異物の頂点と認識し、マイナスの立上りを異物の
底部とする。

上記テレビカメラ２の視野角は一定であるため、管の中
心点とこの二点から異物の位置と高さは算出可能となる
。

第６図は異物の位置、高さの算出の説明図であり、異物
１２の位置、高さは下式より算出される。

映像上から得られる情報は、上記カメラ２の視野角と管
１３の径から得られる上記カメラ２の前端部からの距１
ｉａの位置を映像点Ａとし、この位置での断面情報とし
て扱う。第７図は映像点Ａの映像を示す図である。

ａ　＝　ｈ　Ｘ　１　／　ｔ　ａ　ｎθ　　　ｅ＝ｈＸ
ｅ’／ｈ’ｂ＝　　（ｈ−ｅ）Ｘａ／ｅ　　　ｄ＝ｈＸ
ｄ　’／ｈ　’ｃ＝ｈ−ｄＸ　　（ａ＋ｂ）／ａ なお本文及び図中下記の記号は以下のものを示す。

Ａ：カメラ映像点 Ｂ：異物１２の底部 Ｃ：異物１２の頂点 Ｄ：カメラ映像点Ａの映像上の異物１２の頂点Ｅ：カメ
ラ映像点Ａの映像上の異物１２の底部ａ：カメラの視野
角と管径から得られるカメラ前端部からの距離 ｂ：カメラ映像点Ａから異物１２の底部までの距離Ｃ：
異物１２の高さ ｄ：管１３の中心から映像上の異物１２の頂点りまでの
高さ ｅ：管１３の中心から映像上の異物１２の底部Ｅまでの
高さ ｄ′：管１３の中心から映像上の異物１２の頂点りまで
の画素数 ｅ′：管１３の中心から映像上の異物１２の底部Ｅまで
の画素数 ｈ′：管１３の半径の画素数 この様にして異物の有無を検出し、異物１２がある場合
は当該異物１２の位置、寸法を計測した後、このテレビ
カメラ２を管１３内で前方に移動させ、４０進行毎に上
記処理を行うものであり、上記異物１２が一定値以上の
大きさで、このテレビカメラ２を含む管内検査ロボット
がこの異物１２を滅えられない場合は、テレビカメラ２
の走行は自動的に中断される。

（発明の効果） この発明は以上の方法及び構造であり、管内の異物の検
知に当たって、テレビカメラで管内を撮影し、これによ
って得られた映像を画像解析して濃度変化を測定し、異
物箇所の異常な濃度変化によって異物を検知すめため、
これらは自動的に行える。従って従来の如く、管内を撮
影した映像をオペレーターが直接目視して異物を検知す
る必要がない。しかも異物の位置、寸法等も自動的に計
測できるため、オペレーターの主観的判断が入らず、正
確に測定できる。

この様にこの発明ではオペレーターの目視による異物の
見落としがなく、管内の異物の検知１位置、寸法の測定
が確実かつ正確に行え、無人化による作業の省力化が図
れる。

【図面の簡単な説明】

図はこの発明の実施例を示し、第１図はこの発明の装置
の概略構成図、第２図はこの発明の方法における異物検
知及び位置、寸法等の計測演算プログラムのフローチャ
ート図、第３図（イ）ないしくチ）は夫々第２図のフロ
ーチャートにおける映像又は処理を示す概略図、第４図
及び第５図は夫々この発明の方法における管の真の中心
位置を求める方法を示す説明図、第６図はこの発明の方
法における異物の位置及び寸法の算出方法を示す説明図
、第７図は第６図の方法におけるカメラ映像点Ａの映像
を示す図である。 なお図中１は照明装置、２はテレビカメラ、４はＲＧＢ
弁別装置、５はＲＧＢ配合回路、６は二値化映像処理装
置、７はモニターテレビ、８はビデオテープレコーダー
、９はインターフェース、１０は映像、１１はウィンド
ウ、１２は異物、１３は管である。 特許出願人　　　　株式会社　関　電　工第１図 第２図 竿乙ニ ー７図 第３０ 第４図 ／Ｄ 第 ぢ図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）管内にテレビカメラを入れて管内を撮影し、管内
   の異物を検知する方法において、管内を均一な照度で照
   らす照明を有するテレビカメラを管内の中心に位置させ
   、このテレビカメラにより得られた映像から画像解析し
   て管中心から管の内周面に至る濃度変化を測定し、管内
   の異物を自動検知するとともに画像計測により異物の位
   置及び寸法を自動計測することを特徴とする、管内異物
   検知方法。
2. （２）管内にテレビカメラを入れて管内を撮影し、管内
   の異物を検知する方法において、管内を均一な照度で照
   らす照明器具を有し、かつ管内の中心に位置するテレビ
   カメラを設け、このテレビカメラにより得られた映像か
   ら画像解析して管中心から管の内周面に至る濃度変化を
   測定し、予め設定したレベル以上の濃度変化により異物
   を自動的に検出する手段及び画像計測により異物の位置
   及び寸法を自動計測する手段を備えたことを特徴とする
   、管内異物検知装置。