JPH04324787A - 監視装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は火力プラント、ＬＮＧ基
地等の設備の異常を監視する装置に係り、特に監視対象
物の正確な監視画像の形成装置、監視対象物の高所低所
の移動を行うのに好適な装置、その監視装置の走行用直
流電動機の運転制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】火力プラント、ＬＮＧ基地等の設備にお
いては、設備の長寿命化、パトロールの省力化等の要請
による設備監視の自動化要求に合わせて、重要機器（例
えば火力プラントの燃料供給装置、バーナ部、主要バル
ブ、ＬＮＧ基地の気化器等）を監視テレビカメラを用い
て、モニタテレビ上で集中的に監視するロボットを用い
る監視方法が広く使用されるようになっている。また、
近年の画像処理技術および画像処理装置の進展に伴い、
監視テレビカメラからの画像を画像処理して異常の有無
判定に使用するケースがＦＡ（Ｆａｃｔｏｒｙ　　Ａｕ
ｔｏｍａｔｉｏｎ）分野からの波及で増加する傾向にあ
る。

【０００３】しかしながら、監視テレビカメラでは監視
領域が限られ、ボイラプラント全体、ＬＮＧ基地全体等
の監視対象物全域をカバーできず、実際には巡視員によ
る一日約６〜７回の目視、あるいは聴覚による巡視点検
が行われている。この巡視点検業務は異常発見に対し熟
練を要するものであり、かなりの負担となっている。ま
た、監視システムの中央集中化、あるいは省力化に伴う
人的な制約があり、現在、巡視員に代わって現場を巡視
点検する監視ロボットが開発されている。

【０００４】人間の巡視に対する機能を分析すると（１
）状態把握、（２）移動、（３）正常か異常かの状態判
断、（４）処理機能に大別される。これに相当するシス
テム機能は（１）センサ技術、（２）移動機構、（３）
コンピュータ技術、（４）運転ガイダンス表示となる。 これらのシステムを具体化し、監視ロボットによる点検
システムを実現させると、その概略は図１１に示すよう
に次の３つの部分から構成される。（１）現場を巡回点
検する監視ロボット１００、（２）監視ロボットからの
情報を処理し、異常の有無を判断する異常判断装置１０
１、（３）現場の生画像、生音響を提示し、異常判断装
置からの異常有の判断が出れば、異常内容の提示を行う
と同時にまた監視ロボット１００の制御も行うマン・マ
シン・インターフェース１０２、監視ロボット１００に
は人間の五感のうち、視覚、聴覚、嗅覚および触覚に匹
敵するＩＴＶカメラ、マイクロフォン、ガスセンサおよ
び非接触型の温度計を搭載している。これらのセンサ搭
載部１０３は図１１の矢印方向に上下方向、水平方向の
回転可能な構造を持っている。監視ロボット１００は走
行レール１０４に沿って現場内をくまなく移動し、各情
報を収集して廻り、その監視情報を通信制御部１０５を
介して異常判断装置１０１に送る。ある領域内の異常検
知として、河川などの汚泥や油を監視する場合の検出例
を述べる。

【０００５】その画像処理フローチャートを図１２に示
す。同図（ａ）に示すように、監視ロボット１００は第
１画像として、監視したい位置の正常時の状態を画像と
して取り込み（ステップ１）、２値化処理してメモリ（
１）に記憶しておく（ステップ３）。ここで２値化処理
とは画像を画素単位でとらえ、あるしきい値を規準に輝
度の高いものを白、低いものを黒とする処理であり、一
般に画像処理の前処理として行われているものである。 そして、監視時には図１２（ｂ）の処理を行う。すなわ
ち、第１画像として取り込んだ同じ位置で第２画像を取
り込み（ステップ４）、２値化処理の後、メモリ（２）
に記憶する（ステップ６）。次にメモリ（１）に記憶し
てある第１画像とメモリ（２）に記憶してある第２画像
との減算を行い、変化分を抽出し、その変化分の面積計
算を行い（ステップ８）、異常の有無を判定する。この
面積計算を行う理由は以下のとおりである。

【０００６】第１画像と第２画像のマッチングは、一般
的に固定カメラで同一場所を取り込んだ画像同士でも必
ず１画像分ぐらいのズレを生じる。これは監視カメラに
ゆれなどがあるためであり、まして川の流れのように、
表面の輝度が時々刻々変化している対象物では、正常時
でも差画像として画像のズレが生じる。すなわち、両画
像の減算を行うと、正常な画像であっても画像変化分が
抽出される。そこでこの変化分を誤判定しないために判
定規準にしきい値を設けている。

【０００７】以上の処理を行った実例を図１３に示す。 これは川の流れの表面をカメラにより監視した場合であ
る。同図においてＡ１は正常時の画像であり、Ｂ１は水
面上に油が浮いて流れている場合の画像である。この２
つの画像Ａ１、Ｂ１を前処理として、ノイズ除去、２値
化処理を行ったものが画像Ａ２と画像Ｂ２である。次に
画像Ａ２と画像Ｂ２においてＥＸＯＲ演算（排他的論理
和演算）を行うと、油の部分と川の水面上のズレとが検
出された画像Ｃを得ることができる。この種の異常検知
手法は一般的であり、製品化されたものには無人監視デ
ジタル画像センサ等の異常判断ロジックが使用されてい
る。ただしこの異常検知システムにおいては監視カメラ
は固定されている。

【０００８】また、海水を熱源とするＬＮＧのオープン
ラック式ベーバライザにおける監視システムの構成図を
図１４に示す。これは本発明者らが先にＬＮＧ気化器の
監視方法について特許出願（特願平２−１８６９１４号
）したものであるが、気化パネル１０６上での海水の水
膜切れによる応力の発生等を防ぐために気化パネル１０
６の温度分布の不均一や、温度の変化傾向を測定し、正
常な状態での赤外画像との比較に基づいて警報手段１０
７や制御手段１０８等を動作させるものである。ＬＮＧ
気化器１０９にはガスヘッダー１１０と液ヘッダー１１
１との間にＬＮＧ流通用のチューブ１１２と該チューブ
１１２内のＬＮＧを加熱するための気化パネル１０６を
設け、気化パネル１０６の両側の側面上部に海水トラフ
１１３を備えつけてある。そして、この海水トラフ１１
３から海水を気化パネル１０６の面上に膜状に流下させ
て気化パネル１０６内のＬＮＧを気化させる。このとき
気化パネル１０６の表面の温度パターンを赤外線カメラ
１１５により撮影し、該赤外線カメラ１１５からの画像
信号を処理して、この画像信号に基づき、必要なら警報
手段１０７を動作させたり、各ＬＮＧ気化器１０９に供
給する海水量またはＬＮＧ供給量の制御手段１０８等を
動作させるのが処理手段１１６である。この処理手段１
１６は例えば赤外線カメラ１１５からの画像の各画素の
温度を検出して気化パネル１０６の温度分布の不均一や
、温度の変化傾向を測定し、正常な状態での赤外画像と
の比較に基づいて前記警報手段１０７や制御手段１０８
等を動作させるものである。また処理手段１１６により
測定した気化パネル１０６の温度分布は、等温線や色分
け等の各種表示を用いた温度パターン１１７として表示
手段１１９に表示される。

【０００９】また、このような監視システムに用いる赤
外線カメラ１１５等を搭載した監視ロボット１００の移
動には直流電動機が用いられるが、従来技術におけるこ
の直流電動機の運転制御の構成を図１５に示す。コント
ローラ１２０からは直流電源装置１２１に対し、図１７
に示すような直流電動機１２４の設定定常回転速度指令
曲線１２２を出力する。直流電源装置１２１は直流電動
機１２４に前記設定定常回転速度指令曲線１２２に対応
した電圧を出力する。直流電動機１２４は負荷１２５と
機械的に結合されており、直流電動機１２４を流れる電
流Ｉに比例して、負荷１２５のトルクＴの大きさが決ま
る。また印加される電圧Ｖが一定であれば、トルクＴが
大きくなるほど、直流電動機１２４の回転速度Ｎは小さ
くなる。以上の特性を図１６に示す。いま、負荷１２５
のトルクＴ、直流電動機１２４の印加電圧Ｖ、直流電動
機１２４の速度Ｎの間には（１）式で表される関係が成
立する。

【００１０】 Ｔ＝α・Ｖ−β・Ｎ　　　　　　　　　　　　　　（１
）ここで、α、βは定数である。

【００１１】前述のようにコントローラ１２０から直流
電源装置１２１へ直流電動機１２４の設定定常回転速度
指令曲線１２２を設定するので、（１）式の右辺第２項
の回転速度Ｎの値が、その時刻での直流電動機１２４の
回転速度となろうとするが、その時の必要な直流電動機
１２４の電圧Ｖは、負荷１２５側のトルクＴが大きいほ
ど大きくせざるを得ない。

【００１２】ところで直流電動機１２４に流れる電流Ｉ
は（２）式にて示される。

【００１３】 Ｉ＝（Ｖ−γ・Ｎ）／Ｒ　　　　　　　　　　（２）Ｖ
：印加電圧、γ：比例定数、Ｒ：直流電動機の電気抵抗 （２）式から判るように、回転速度Ｎが小さい起動初期
において電圧Ｖが大きくなった場合、電流Ｉが大きくな
り、図１７に示すように上限の電流値を超えることがあ
る。この時、電流センサ１２３からの電流信号によりコ
ントローラ１２０から停止指令が直流電源装置１２１へ
送られ、直流電動機１２４を停止させる。以上のような
負荷１２５のトルクＴが大きい直流電動機１２４の起動
時や予めトルクＴの時間変化を知ることが困難なシステ
ムでは、直流電動機１２４の異常停止が頻繁に発生する
。なお、上記上限電流値による制御に代えて直流電動機
１２４の巻線温度の温度高の信号によりコントローラ１
２０から停止指令制御をする方法もある。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
た従来の監視カメラを用いる火力プラント等の監視シス
テムでは次のような問題点がある。 （１）監視ロボット１００の走行／停止、赤外線カメラ
１１５を収容しているボックスの旋回および上下駆動の
繰り返しにより、該赤外線カメラ１１５の位置や方向の
偏差は避けられないために、正常状態であっても基準と
していた正常画像との間に相違が生じ、誤った判断を行
うことがある。 （２）上記（１）の問題点を避けるためには監視ロボッ
ト１００に正確な位置決めが要求される。 （３）監視ロボット１００の走行レール１０４は水平方
向にしか布設されていないため監視ロボットは同一平面
上での移動しかできなかった。そのため監視対象物が高
低にわたる箇所においては独立した複数の走行レール１
０４を布設し、それぞれの走行レール１０４ごとに監視
ロボット１００を走行させる必要があった。 （４）監視ロボット１００の移動は車輪に相当するピニ
オン（図示せず）を監視ロボット１００に設け、このピ
ニオンとかみ合うラック（図示せず）を該ロボット走行
レール１０４に埋設して置くことで行われているが、該
走行レール１０４の曲がり部ではラックにかみ合う移動
用ピニオンの内輪、外輪の差をなくす等の機構が必要な
ため複雑な装置になる。 （５）監視ロボット１００駆動用の直流電動機１２４の
前述の運転制御では、特に起動・停止時に負荷１２５の
トルクの変動等のため頻繁に停止したり、起動できない
場合がある。

【００１５】そこで、本発明の目的は広範囲な用途に使
用可能で、簡素な機構、制御装置で正確な位置決めと駆
動ができる監視装置（監視ロボット）を提供することで
ある。さらにより詳細には本発明の目的は監視装置の赤
外線カメラの位置や方向の偏差を簡単に修正して、監視
装置の正確な位置決めができる監視装置を提供すること
である。また、本発明の目的は１台の監視ロボットで高
低差のある監視対象物を監視できる登坂機能をもった監
視装置を提供することにある。また、本発明は監視ロボ
ットの構造を単純にすることも目的とする。さらに、本
発明の目的は監視ロボット駆動用の電動機の起動時等に
おけるトラブルを無くしてスムーズに走行できる監視ロ
ボットを提供することである。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明の上記目的は次の
構成により達成される。すなわち、対象物を赤外線カメ
ラで撮影して、該赤外線カメラからの赤外線放射分布を
検出して異常の有無を監視する監視装置において、対象
物撮影用の可視カメラを赤外線カメラに併設して搭載し
、可視カメラにより撮影した可視画像と基準可視画像と
の比較による画像の位置や方向のズレ量に基づき、赤外
線カメラ位置や方向の偏差を補正する機能あるいは可視
カメラと同時に撮影した赤外画像を補正する機能を備え
た監視装置、または、登坂状の走行ガイド部と、水平状
の走行ガイド部とからなる走行ガイド部に沿って走行す
る機能を備えた走行部と、各種センサ類により対象物の
状態を検知する機能を備えたセンサ部と、該センサ部を
前記走行部に回転自在に吊り下げる機能を備えた連結部
と、これら走行部の走行制御とセンサ部の検知制御をす
る制御部と、を設けた監視装置である。

【００１７】上記監視装置の走行部は走行ガイド部のレ
ールに押し付け式の駆動車輪と登坂状の走行ガイド部の
レールにのみ設けられたラックにかみ合うピニオン付き
の駆動車輪とを備えておくことができる。また、前記押
し付け式の駆動車輪は垂直方向の駆動軸を持ち、またピ
ニオン付きの車輪は水平方向の駆動軸を持ち、前記各駆
動軸は動力伝達部材を介して駆動力が伝達する構造を採
用してもよい。前記ピニオン付きの駆動車輪は該車輪の
側面に設けられ、該車輪の外径より小さい外径を持つリ
ング状のピニオンを用いる。

【００１８】また、本発明の目的は次の構成によっても
達成される。すなわち、走行ガイド部に沿って走行する
機能を備え、直流電源装置からの可変電圧により駆動す
る直流電動機により駆動される走行部と、各種センサ類
により対象物の状態を検知する機能を備えるセンサ部と
、を備えた監視装置において、前記直流電動機の回転速
度を検出する回転速度検出装置と、該回転速度検出装置
からの実測回転速度信号と前記走行部の走行用駆動力に
対応した電圧出力時の電流値がしきい値を超えないよう
に設定された直流電動機の設定回転速度との偏差に基づ
き直流電動機へ出力する電圧値を制御するコントローラ
と、を備えた監視装置である。

【００１９】

【作用】本発明の対象物の監視装置は可視カメラにより
撮影した対象物の可視画像と基準可視画像との比較によ
り画像の位置や方向のズレ量を計算し、赤外線カメラの
位置や方向を補正する。または可視カメラと同時に同一
座標位置の対象物を撮影した赤外画像を前記可視画像に
よるズレ量に基づいて補正する。こうして得られる赤外
画像と正常時の赤外画像の基準画像とを比較して基準画
像との違いがあるかどうかにより対象物の異常の有無の
監視を行う。

【００２０】また、本発明の監視装置のセンサ部は走行
部に回転自在に吊り下げられているため、登坂状の走行
ガイド部に沿って監視装置が走行していても、センサ部
によるモーメント荷重は連結部にはかからない。

【００２１】さらに監視装置が水平方向を走行する場合
は、走行部の押し付け式の駆動車輪が走行ガイド部のレ
ールに押し付けられ、レールと車輪の摩擦力により走行
する。この押し付け式の駆動車輪が垂直方向の駆動軸を
持つ場合は、この駆動軸に設けられたギヤ等の動力伝達
部材を介して水平方向に駆動軸を持つピニオン付きの駆
動車輪に駆動力を伝達することができる。このときピニ
オン付きの水平方向駆動車輪のピニオンとして車輪外径
より小さい径のものを車輪の側面に設けておくと、水平
方向の走行ガイド部を走る時は、ピニオンは水平方向の
走行レールに触れないのでスムーズな走行ができる。ま
た、監視装置が登坂状の走行ガイド部を走行する時は、
登坂状の走行ガイド部のレールにのみ設けられたラック
にかみ合うピニオン付きの駆動車輪により容易に登坂す
ることができる。水平方向の走行ガイド部のレールには
ラックを設けていないので、水平方向の走行ガイド部の
曲がりではラックの影響がなく、水平方向駆動車輪の外
輪、内輪の補正をする機構を必要としない。

【００２２】また、本発明の監視装置の走行部の駆動用
の直流電動機へ出力される電圧値は回転速度検出装置か
らの直流電動機の実測回転速度と前記走行部の走行用駆
動力に対応した電圧出力時の電流値がしきい値を超えな
いように設定された直流電動機の設定回転速度との偏差
がゼロになるように制御されるので、とくにトルクが大
きく、電動機の回転速度が小さい起動時に於ける過大電
流が出力されることがなくなる。

【００２３】

【実施例】本発明の実施例を図面とともに説明する。 実施例１ 図１にＬＮＧ気化器の気化パネル群の赤外線カメラによ
る監視ロボットの適用例を示す。図１に示すＬＮＧ気化
器１は図１４で説明したものと同一のものであり、ＬＮ
Ｇ気化器１にはガスヘッダー２と液ヘッダー３との間に
ＬＮＧ流通用のチューブ（図示せず）内のＬＮＧを加熱
するための気化パネル５を設け、気化パネル５の両側の
側面上部に海水トラフ６を備えつけてある。そして、こ
の海水トラフ６から海水を気化パネル５の面上に膜状に
流下させて気化パネル５内のＬＮＧを気化させる。図１
には図１４に示す警報手段１０７を動作させたり、各Ｌ
ＮＧ気化器１に供給する海水量またはＬＮＧ供給量の制
御手段１０８等を動作させる処理手段１１６、処理手段
１１６により測定した気化パネル５の温度分布パターン
１１７を表示する表示手段１１９と同様な装置が設けら
れているが図示していない。

【００２４】並列状に配置された垂直面を持つ気化パネ
ル５の側面に走行レール１４を設置し、この走行レール
１４上に監視ロボット１５を矢印１６方向に走行させる
。この監視ロボット１５にはカメラボックス１９が組み
込まれ、矢印１７で示す水平面内の旋回運動や矢印１８
で示す垂直面内での上下運動を行うことができる。

【００２５】このカメラボックス１９には図２に示すよ
うに可視カメラ２０と赤外線カメラ２１が組み込まれて
いる。そして、気化パネル５からの可視光線と赤外線を
含む光線２２がハーフミラー２３と反射鏡２５を介して
それぞれ赤外線カメラ２１と可視カメラ２０に入力され
る。図３に２つの気化パネル５の間の位置で可視カメラ
２０および赤外線カメラ２１にて撮影した場合の処理状
態を示す。気化パネル５のカメラ２０、２１による視野
２６を監視ロボット１５による監視時に可視カメラ２０
により取り込んだ可視画像がＢであるとすると、この監
視時の可視画像Ｂと図示しない異常判断装置内のメモリ
に記憶されている基準可視画像Ａと比較するとカメラボ
ックス１９の位置がズレているのが判る。この場合、監
視時の可視画像Ｂと基準可視画像Ａの可視画像２７の中
の垂直に近い線３１の対比により水平方向の位置や方向
の補正を、水平に近い線３２の対比により垂直方向の位
置や方向の補正をそれぞれ行う。この位置や方向のズレ
量の計算結果に基づき、監視時に取り込んだ赤外画像Ｃ
の画像２９を補正したのが赤外画像Ｄの画像３０である
。また、前記監視時に取り込んだ赤外画像Ｃの代わりに
監視赤外線カメラ２１の位置や方向を調整して赤外画像
Ｄを得ることもできる。

【００２６】このように、対象とする気化パネル５の形
状と位置を鮮明な可視画像２７から正確に検出できるこ
とから、赤外画像Ｃの補正または監視ロボット１５の走
行上の位置、方向のズレやカメラボックス１９の位置、
方向のズレの補正が正確に行うことができる。

【００２７】従来技術のように赤外線カメラ２１のみに
よる監視では、その赤外画像は温度分布をおおまかに把
えるために、ぼやけた画像となり対象物（気化パネル５
）と赤外線カメラ２１との相対的な位置関係を精度良く
把握することはできない。しかし、本実施例によれば、
監視ロボット１５に赤外線カメラ２１と並列状に配置し
た可視カメラ２０を搭載することにより、赤外線カメラ
２１による検知精度が向上する。

【００２８】こうして得られた赤外画像Ｄと図示しない
異常判断装置内のメモリに記憶されている基準赤外画像
（図示せず）との比較により、気化パネル５の温度分布
等の異常の有無を検知できる。

【００２９】実施例２ 図４に本実施例の登坂機能をもつ監視装置を示す。監視
ロボット１５はカメラ・マイク、ガス検知器等のセンサ
類を搭載したセンサ搭載部３３とセンサ搭載部３３に矢
印３４に示す上下方向の首振り動作をさせる上下駆動部
３５、センサ搭載部３３と上下駆動部３５を矢印３６の
ように旋回させる旋回駆動部３７等からなり、監視対象
物の近傍に設けられる走行レール３８に沿って走行する
走行部３９とセンサ搭載部３３とを連結する連結部４０
を設ける。また、本実施例ではセンサ搭載部３３には走
行部３９の走行制御およびセンサ類の動作を制御するた
めのコンピュータ、電源等を搭載している制御部（図示
せず）が内蔵されている。

【００３０】走行部３９は一対の垂直方向駆動車輪４１
と同じく一対の水平方向駆動車輪４２を持つ車輪部４３
を両端部に備え、この車輪部４３を多関節構造の連結パ
イプ４５で接続する。車輪部４３は後述する機構で監視
ロボット１５を走行させるが、連結パイプ４５は監視ロ
ボット１５の走行レール３８の登坂角度に伴い自在に折
れ曲がるようになっている。また連結部４０には旋回駆
動部３７に固定され、連結パイプ４５に回転自在に連結
されたセンサ吊り部４６を持っている。このセンサ吊り
部４６は連結パイプ４５にピン４７を介して回転自在に
吊り下げられているので、監視ロボット１５が走行レー
ル３８を登っている時でもセンサ搭載部３３が常に水平
位置を保持することができる。このときセンサ搭載部３
３が走行方向に対して前後に揺れないようにアブソーバ
４８を連結パイプ４５とセンサ搭載部３３の上部の間に
取り付けている。なお、駆動車輪４１、４２はタイミン
グベルト４９を介して走行モータ５０により駆動される
。

【００３１】また、センサ搭載部３３を吊り上げている
連結部４０は前後方向に回転可能なため、センサ搭載部
３３は登坂前にカメラ（図示せず）がとらえていた画像
を登坂時にも水平状態を維持したまま写し出すことがで
きる。またセンサ吊り部４６が回転自在なので、連結部
４０にモーメント荷重がかからないためコンパクトな構
造でよい。

【００３２】図５、図６に図４の車輪部４３の駆動機構
の詳細図を示す。図５には垂直方向駆動車輪４１の外観
図（一部断面図）を示す。走行レール３８内には垂直方
向駆動車輪４１とその駆動機構が収容されている。垂直
方向駆動車輪４１にはその駆動軸５１と駆動軸５１の一
部外周面に設けられたギヤ５２と前記タイミングベルト
４９（図４）が巻かれるプーリ５３とが一体的に取り付
けられている。この駆動軸５１はその下端部軸受５４を
介して支持部材５７に、中間部軸受５５を介して支持部
材５６にそれぞれ支持されている。また、垂直方向駆動
車輪４１の外周面はカーテンレール５８に接するように
配置されている。カーテンレール５８は走行レール３８
の中央部にそのレール面が垂直方向に配置されている。 また、カーテンレール５８を介して垂直方向駆動車輪４
１の反対側には押し付け輪５９が同じくその外周面がカ
ーテンレール５８に接するように配置されている。この
押し付け輪５９は軸受６０を介して垂直方向支持軸６１
に回転自在に支持されている。そしてこの垂直方向支持
軸６１は支持部材５６に支持されるが、垂直方向支持軸
６１を支持する支持部材５６の支持片６２の一端部は支
持部材５６の連結ピン６３に回転自在に支持され、支持
片６２の他端部はスプリング６５を介して支持部材５７
に連結している。このスプリング６５は下端部軸受５４
側の支持部材５７にボルト６６で固定される。押し付け
輪５９の垂直方向支持軸６１は支持片６２の中間部に取
り付けられているので、スプリング６５をボルト６６に
より締めつけることにより押し付け輪５９は支持片６２
の連結部６３を中心に回転するので、押し付け輪５９と
カーテンレール５８との間に摩擦が生じる。そのため垂
直方向駆動車輪４１がカーテンレール５８に沿って走行
することができる。

【００３３】図６には水平方向駆動車輪部分の外観図（
一部断面図）を示す。一対の水平方向駆動車輪６７は水
平方向駆動軸６９に軸受７０を介して取り付けられてお
り、また、水平方向駆動軸６９は走行ユニット７１の両
側壁面に回転自在に支持され、水平方向駆動車輪６７の
外側には一対のピニオン７３が駆動軸６９と一体的に取
り付けられている。そしてこのピニオン７３にかみ合う
ラック７５が登坂状の走行レール３８に設けられている
。水平方向駆動車輪６７の外径はピニオン７３の外径よ
り大きいので、水平状の走行レール３８では水平方向駆
動車輪６７に誘導されて監視ロボット１５は走行し、ピ
ニオン７３はから回りしているだけである。しかし登坂
状の走行レール３８上ではピニオン７３と走行レール３
８のラック７５がかみ合いスムーズに走行レール３８上
を登り降りできる。また、水平方向駆動車輪６９の走行
レール３８と接する表面に比較的摩擦係数の小さい材質
を用いることで、曲がり水平状の走行レール３８部分に
おいても内輪、外輪差の影響を受けることなく走行でき
る。

【００３４】なお、水平方向駆動軸６９には垂直方向駆
動軸５１のギヤ５２とかみ合うウォームギヤ７６を設け
ているので、プーリ５３からの駆動力は水平方向駆動軸
６９にも伝達される。

【００３５】実施例３ 本実施例は図７に示すように実施例１、２で説明した監
視ロボット１５の駆動用直流電動機の運転制御に関する
ものである。コントローラ８０は直流電動機８２の回転
速度検出装置８３から得られる直流電動機８２の実際の
回転速度信号を基に最適な回転速度指令値を直流電源装
置８１へ出力する。直流電源装置８１は前記最適な回転
速度指令値に対応した直流電動機８２に印加する電圧を
出力する。このとき、直流電動機８２の回転速度設定値
は監視ロボット１５の走行用駆動力（トルク）に対応し
た電圧を出力するに必要な電流値がしきい値を超えない
ように設定される。図８を用いて説明すると、破線に示
す直流電動機８２の起動初期における大きいトルクに対
応した大電流を流すと電流上限値を超えてしまい起動不
能、回転停止等のトラブルが発生する。そこで、図８中
の実線に示すように設定回転速度（定常速度）を予め設
定しておき、この速度設定値と回転速度検出装置８３で
実測した実回転速度との偏差を無くすようにコントロー
ラ８０は直流電源装置８１に回転速度指令値を出力する
。こうして直流電源装置８１から出力される電圧は図８
に実線で示す定常電流に対応したものとなり、電流上限
値を超えることなく直流電動機８２を起動させることが
できる。

【００３６】図９に本実施例の直流電動機８２の運転制
御手順のフローチャートを示す。まず、回転速度検出装
置８３で実測した実測回転速度Ｎと直流電動機８２の定
常回転速度Ｎ０とをそれぞれコントローラ８０に入力す
る。定常回転速度Ｎ０は前記図８の実線で示すような直
流電動機８２の起動時からの経過時間ｔの関数である。 コントローラ８０では実測回転速度Ｎと定常回転速度Ｎ
０との偏差δが計算される（ステップ２２）。δ＜−ａ
（ａは正の一定数）のときは直流電動機８２の出力電圧
を一定量増大させる。また、δ＞ａだと直流電動機８２
の出力電圧を一定量低下させる。こうしてδの絶対値が
ａ以下になるように直流電動機８２の出力電圧を制御す
る。

【００３７】このように直流電動機８２へ出力する電圧
値を制御することで、とくにトルクが大きく、直流電動
機８２の回転速度が小さい起動時に於ける過大電流が出
力されることがなくなる。図１０には本実施例および従
来技術の起動時の直流電動機８２の回転速度の実測値と
設定値のデータの推移を示す。

【００３８】本実施例のように、負荷８４（実施例１、
２の監視ロボット１５）のトルクが大きく、直流電動機
８２の回転速度の小さい初期起動時にも電流上限値や直
流電流値の巻線温度の上限値を超えることなく安定的に
起動動作が可能となるばかりでなく、さらに負荷８４の
トルクの予測が困難な場合にも有効な制御装置となる。

【００３９】また、防爆型の直流電動機８２を用いるシ
ステムでは巻線温度の管理／監視が厳密であり、本実施
例のような運転制御がより有効となる。

【００４０】本実施例は実施例１または実施例２の監視
ロボット１５に限らず、あらゆる用途（負荷）に用いら
れる直流電動機に適用することができる。

【００４１】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、赤外線カ
メラによるＬＮＧ気化器等の対象物の監視ロボットシス
テムにおいて、赤外画像補正または移動ロボットや赤外
線カメラの位置補正が精度良く可能になるので、気化パ
ネル等の対象物の温度分布、そしてその変化傾向等を正
確に測定することができる、気化パネル等の対象物の温
度分布の不均一等を早期に誤判断なく検知することがで
きる。

【００４２】請求項２記載の発明によれば、（１）セン
サ部と走行部との間の連結部を回転自在に吊り下げる機
能を持たしたので、吊り下げ構造を大きくすることなく
、かつ、センサを登坂時に水平を保つことができ、セン
サ部は監視ポイントをとらえやすい。 （２）監視装置は上下方向に移動できるプラント等対象
物の高所、低所を１つの走行ガイド部を用いて監視でき
る。 （３）登坂状走行ガイド部にラックを設け、水平方向駆
動車輪にラックにかみ合うピニオンを設けることで登坂
状走行ガイド部の昇り、降りが容易になり、また、水平
方向駆動車輪の外径をピニオンの径より大きくすること
で、曲がり走行ガイド部での内輪、外輪差の影響を受け
ず単純な機構で走行できる。

【００４３】請求項６記載の発明は直流電動機の運転制
御において下記効果がある。 （１）負荷のトルクが大きい起動時や停止時にも安定し
た直流電動機の制御が可能となる。 （２）負荷のトルクの変動が大きい場合や予測が困難な
場合にも直流電動機の運転が可能となる。 （３）直流電動機の巻線の電流が上限値を超えることが
なくなるので、寿命が長くなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１のＬＮＧ気化器の気化パネル
群の赤外線カメラによる監視ロボットの適用例を示す図
である。

【図２】本発明の実施例１の可視カメラと赤外線カメラ
を示す図である。

【図３】本発明の実施例１の２つの気化パネルの間の位
置で可視カメラおよび赤外線カメラにて撮影した場合の
処理状態を示す説明図である。

【図４】本発明の実施例２の登坂機能をもつ監視ロボッ
トの概略図である。

【図５】本発明の実施例２の監視ロボットの垂直方向駆
動車輪部の駆動機構の詳細図（一部断面図）である。

【図６】本発明の実施例２の監視ロボットの水平方向駆
動車輪部の駆動機構の詳細図（一部断面図）である。

【図７】本発明の実施例３の直流電動機の運転制御ブロ
ック図である。

【図８】本発明の実施例３と従来技術の直流電動機の設
定定常回転速度と定常電流の直流電動機起動後の経過時
間との関係を示す図である。

【図９】本発明の実施例３の直流電動機の運転制御のフ
ローチャートである。

【図１０】本発明の実施例３と従来技術の直流電動機の
設定定常速度と本発明の直流電動機の実測回転速度の直
流電動機起動後の経過時間との関係を示す図である。

【図１１】従来技術の監視ロボットの概略構成図である
。

【図１２】監視ロボットを用いる画像処理フローチャー
トである。

【図１３】監視ロボットにより川の流れの表面を監視処
理を行った実例を示す説明図である。

【図１４】従来技術の監視ロボットによる赤外画像解析
の説明図である。

【図１５】従来技術の直流電動機の回転速度制御ブロッ
ク図である。

【図１６】直流電動機の特性を示す図である。

【図１７】従来技術の直流電動機の回転速度、電流と直
流電動機起動後の経過時間との関係図である。

【符号の説明】

１　　　　ＬＮＧ気化器 ５　　　　気化パネル ６　　　　海水トラフ １４　　走行レール １５　　監視ロボット ２０　　可視カメラ ２１　　赤外線カメラ ３３　　センサ搭載部 ３５　　上下駆動部 ３７　　旋回駆動部 ３８　　走行レール ３９　　走行部 ４０　　連結部 ４１　　垂直方向駆動車輪 ４２　　水平方向駆動車輪 ４３　　車輪部 ５０　　走行モータ（実施例３の直流電動機）５８　　
カーテンレール ５９　　押し付け輪 ６５　　スプリング ７３　　ピニオン ７５　　ラック ８０　　コントローラ ８１　　直流電源装置 ８２　　直流電動機 ８３　　回転速度検出装置

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　対象物を赤外線カメラで撮影して、該
   赤外線カメラからの赤外線放射分布を検出して異常の有
   無を監視する監視装置において、対象物撮影用の可視カ
   メラを赤外線カメラに併設して搭載し、可視カメラによ
   り撮影した可視画像と基準可視画像との比較による画像
   の位置や方向のズレ量に基づき、赤外線カメラ位置や方
   向の偏差を補正する機能あるいは可視カメラと同時に撮
   影した赤外画像を補正する機能を備えたことを特徴とす
   る監視装置。
2. 【請求項２】　　登坂状の走行ガイド部と、水平状の走
   行ガイド部とからなる走行ガイド部に沿って走行する機
   能を備えた走行部と、各種センサ類により対象物の状態
   を検知する機能を備えたセンサ部と、該センサ部を前記
   走行部に回転自在に吊り下げる機能を備えた連結部と、
   これら走行部の走行制御とセンサ部の検知制御をする制
   御部と、を設けたことを特徴とする監視装置。
3. 【請求項３】　　走行部は走行ガイド部のレールに押し
   付け式の駆動車輪と、登坂状の走行ガイド部のレールに
   のみ設けられたラックにかみ合うピニオン付きの駆動車
   輪と、を備えたことを特徴とする請求項２記載の監視装
   置。
4. 【請求項４】　　押し付け式の駆動車輪は垂直方向の駆
   動軸を持ち、またピニオン付きの車輪は水平方向の駆動
   軸を持ち、前記各駆動軸は動力伝達部材を介して駆動力
   が伝達する構造を持つことを特徴とする請求項３記載の
   監視装置。
5. 【請求項５】　　ピニオン付きの駆動車輪は該車輪の側
   面に設けられ、該車輪の外径より小さい外径を持つリン
   グ状のピニオンを備えていることを特徴とする請求項３
   記載の監視装置。
6. 【請求項６】　　走行ガイド部に沿って走行する機能を
   備え直流電源装置からの可変電圧により駆動する直流電
   動機により駆動される走行部と、各種センサ類により対
   象物の状態を検知する機能を備えるセンサ部と、を備え
   た監視装置において、前記直流電動機の回転速度を検出
   する回転速度検出装置と、該回転速度検出装置からの実
   測回転速度信号と前記走行部の走行用駆動力に対応した
   電圧出力時の電流値がしきい値を超えないように設定さ
   れた直流電動機の設定回転速度との偏差を算出しこの偏
   差をなくすように直流電動機へ出力する電圧値を制御す
   るコントローラと、を備えたことを特徴とする監視装置
   。