JPH0546885A - 水力プラント異常診断装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 同一パターンが連続する対象物や低コントラ
スト対象物等についても、また、比較的長い時間が経過
した後でも、正確に同一位置の画像を得るための画像位
置決め制御手段を備え、画像獲得機構自体の異常検出手
段も備えた水力プラント異常診断装置を提供する。 【構成】 診断対象物４００の一部または特定の位置に
位置決めマーク１００を配置し、異常判定に先立ち、基
準画像の位置決めマーク１００と入力画像の位置決めマ
ーク１００とを一致させる画像移動手段を備える。姿勢
制御後の位置決めマーク１００の入力画像内の有無また
は位置決めマーク１００同士の位置ずれの大きさによ
り、カメラおよび移動ロボット等の画面獲得機構の動作
異常を判断する手段を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、水力プラント異常診断
装置に係り、特に、水力発電所のような無人設備の画像
処理装置において異常診断を行なう場合の対象物への画
像獲得機構の位置決め制御手段に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のプラント異常診断装置は、特開昭
63-4396号または特開平1-200401号公報等に記載のよう
に、画像入力手段から取込んだ画像データを異常診断基
準と比較することにより異常の有無を診断していた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】異常診断の手段として
画像処理を用いる場合、取込んだ画像と異常診断基準と
の比較においては、過去の画像または基準となる画像と
同一の場所の画像を入力することが最も重要である。

【０００４】上記従来技術においては、画像入力対象物
の状況に対する配慮がなく、例えば、同じ模様に見える
パターンが連続する対象または基準となる特徴のある形
状のものが無い対象物またはコントラストが著しく低い
対象物等の画像診断は困難であった。

【０００５】また、経年劣化等によりカメラおよびレン
ズまたはそれらを搭載した移動ロボット等の画像獲得機
構自体に異常が生じた場合に、それが対象の異常か画像
獲得機構自体の異常かを判断する方法が無かった。

【０００６】本発明の目的は、同じ模様に見えるパター
ンが連続する対象物やコントラストが著しく低い対象物
等についてもまた比較的長い時間が経過した後でも正確
に同一の位置の画像を得るための画像位置決め制御手段
を備えた水力プラント異常診断装置を提供することであ
る。本発明の他の目的は、画像獲得機構自体の異常検出
手段を備えた水力プラント異常診断装置を提供すること
である。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、水力プラントの異常診断対象物の画像を
入力する画像入力手段と、画像入力手段を所定の姿勢に
制御する移動ロボットと、カメラからの画像を基準画像
と比較し対象物の異常の有無を判定する画像処理装置と
を含む水力プラント異常診断装置において、対象物の一
部または特定の位置に位置決めマークを配置し、前記画
像処理装置が、前記判定に先立ち、基準画像と前記入力
画像との位置決めマークを一致させる画像移動手段を備
えた水力プラント異常診断装置を提案するものである。

【０００８】前記画像処理装置は、上記姿勢制御後の位
置決めマークの入力画像内の有無または位置決めマーク
同士の位置ずれの大きさにより、カメラおよび移動ロボ
ット等の画面獲得機構の動作異常を判断する手段を含む
こともできる。

【０００９】さらに、画面獲得機構の動作異常が検出さ
れたときに、警報を発する手段を備えることが望まし
い。

【００１０】

【作用】画像獲得機構は、対象物を含む所定方向の画面
を獲得できるように位置をプリセットされており、画面
獲得機構が動作することにより、過去または基準となる
画面と同一の場所の画面を入力するようになっている。

【００１１】しかし、対象が、同じ模様に見えるパター
ンが連続する対象物または基準となる特徴のある形状の
ものが無い対象物またはコントラストが著しく低い対象
物である場合、比較的長い時間が経過し上記機構に機械
的な誤差が生じた場合等は、所期の精度を維持できなく
なる。

【００１２】そこで、本発明においては、対象物の一部
または特定位置に、位置決めマークを配置し、これを認
識して画像の位置を合わせることにした。このようにす
ると、基準となる画面と全く同一の位置の画面に入力で
きる。

【００１３】また、機械的な画面獲得機構には、経年劣
化や異常動作等による精度の劣化が考えられる。この劣
化についても、基準画面にある位置決めマークと獲得し
た画面の位置決めマークが所定値を越えて離れていた
り、画面内に位置決めマークが全く無い場合は、画面獲
得機構自体の異常と判定できる。

【００１４】本発明は、特に、対象物が床等の場合、周
りに特徴的形態の無い場合、かつ、水力発電所のような
無人設備における位置決め制御に適している。

【００１５】

【実施例】次に、図面を参照して、本発明の実施例を説
明する。

【００１６】図１（Ａ）は本発明による水力プラント異
常診断装置の一実施例の構成を示すブロック図、図１
（Ｂ）は画像監視領域内の位置決めマークの設置例を示
す図である。

【００１７】図１において、１は画像処理装置、２はそ
の画像処理結果等を表示するＣＲＴ、３は画像処理装置
１とロボット制御装置４との間でやりとりされる制御信
号および画像信号、４は画像処理装置１と連係して移動
ロボット６を制御するロボット制御装置、５はロボット
制御装置４と移動ロボット６との間でやりとりされる制
御信号および画像信号、６は水力プラント内をパトロー
ルする移動ロボット、７は移動ロボット６に撮像方向制
御可能に支持されズーム，フォーカス，絞り等の機能を
有するカメラである。プラント監視対象であり、画像処
理画面の領域に区切られた画像監視対象領域２００の中
には、位置決めマーク１００を配置してある。

【００１８】監視にあたっては、位置決めマーク１００
を含む画像監視対象領域２００をカメラ７により撮像す
る。カメラ７は、移動ロボット６に設置され、平行移動
できるほか、回転雲台等により、上下左右の首振りも可
能である。移動ロボット６は、ロボット制御装置４から
の制御信号として、走行，停止，走行速度切換え，カメ
ラ７の制御指令等を受信し、獲得した画像信号５をロボ
ット制御装置４に送信する。ロボット制御装置４は、受
信した画像信号５を画像信号３として画像処理装置１に
転送する。画像処理装置１は、受信した画像信号３を処
理し、処理結果をＣＲＴ２に表示し、または図示しない
記録装置に記録する。画像処理装置１は、また、画像信
号３の獲得や画像処理開始，終了等の制御信号３をロボ
ット制御装置４に送信する。

【００１９】図２は図１実施例の装置で獲得した画面と
基準画面とを比較して示す図である。 基準画面２０１
は、プラント正常時の画面であり、画像処理装置１内に
あるメモリに予め記憶しておく。

【００２０】異常診断時には、前記基準画面２０１と新
たに獲得した画像監視対象領域２００を撮像した画面と
の差分を取り、有意の変化があった場合、異常と判断す
る。この場合、基準画面２０１と今回獲得した画面２０
０では、配管設備４００の位置を含めて画面がわずかず
れている。このまま差分をとると、異常検出物３００の
他にも差分が現れ、正確な診断は不可能である。これは
移動ロボット６，カメラ７，レンズ系等に起因する誤差
であり、これを機械系で補正することは困難である。そ
こで、配管設備上に設置した十字形の位置決めマーク１
００の位置に基準画面２０１をメモリ上でずらし、この
ずらした基準画面と上記獲得画面との差分をとると、異
常検出対象物３００のみを抽出できる。

【００２１】図３は位置決めマークを用いて画像獲得機
構すなわち移動ロボット６，カメラ７，レンズ系等の機
械的機構自体の異常を検出する方法を示すフローチャー
トである。

【００２２】画面獲得機構に起因する誤差は、毎回ある
基準範囲内に入っている。しかし、経年変化等により、
誤差が大きくなったり、部品の故障が発生したり、制御
信号にノイズが混入したりして、映し出す画面が画像監
視対象領域２００を全く映していない場合も考えられ
る。

【００２３】この場合は、プラントの画像処理による無
人異常診断ができないばかりでなく、移動ロボット６に
よる監視が不可能となるため、オペレータにこれら画面
獲得機構の保守を促す警報を与える必要がある。

【００２４】これらの誤差の増大や監視対象領域が画面
からの逸脱は、前記位置決めマークを用いて検出でき
る。

【００２５】ステップ１０において、カメラ７により画
像を映し、画像信号３を画像処理装置１に入力する。ス
テップ２０において、画像監視対象領域２００内に位置
決めマーク１００があるか否かを判定する。位置決めマ
ーク１００がある場合は、ステップ３０において、基準
画面２０１中の位置決めマーク１００との差分をとり、
その位置の差を計算し、その差分が許容値以内に入って
いるか否かを判定する。差分が許容値以内に入っている
場合は、ステップ４０において、通常の異常検出画像処
理を実行する。

【００２６】一方、ステップ２０において、画像監視対
象領域２００内に位置決めマーク１００が無い場合、移
動ロボット６が全く別の位置に停止していたり、カメラ
７の方向が異なることが考えられるので、ステップ５０
において、画像獲得機構の異常と判断し、警報を発信す
る。回復できる範囲内であれば、ロボット制御装置４に
補正制御信号を送信し、移動ロボット６またはカメラ７
を動作させまたは画像内での処理を実行させ、位置決め
マーク１００を探す。

【００２７】また、ステップ３０において、差分が許容
値以内に入っていない場合は、ステップ５０において、
ロボット制御装置４に補正信号を送信する。

【００２８】画面獲得機構の精度が充分に維持されてい
る場合は、位置決め制御しなくとも良いように見える
が、無人画面獲得機構自体の異常検出のためには、位置
決めマークを用いた図３の処理手順を実行することが望
ましい。

【００２９】本実施例では、位置決めマークに十字形を
用いたが、他の形状，コード，文字でも可能であり、さ
らに、画面内の一部に特徴のある形状例えば配管設備の
丸み部分等があれば、それを位置決めマークとして代用
しても良い。画面内の物体の形状で代用する場合は、わ
ざわざ位置決めマークを設置する必要が無く、位置決め
マークの耐環境性が問題とはならない。

【００３０】

【発明の効果】本発明によれば、水力プラント異常診断
装置の画像位置決め制御を高精度にできるので、画像処
理による無人設備の異常診断の確度が高まる。

【００３１】また、画像獲得機構自体の異常も併せて検
出でき、水力プラント異常診断装置の信頼性がより一層
高まる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（Ａ）は本発明による水力プラント異常診断装
置の一実施例の構成を示すブロック図、（Ｂ）は画像監
視領域内の位置決めマークの設置例を示す図である。

【図２】図１実施例の装置で獲得した画面と基準画面と
を比較して示す図である。

【図３】位置決めマークを用いて画像獲得機構自体の異
常を検出する方法を示すフローチャートである。

【符号の説明】

１ 画像処理装置 ２ ＣＲＴ ３ 制御信号および画像信号 ４ ロボット制御装置 ５ 制御信号および画像信号 ６ 移動ロボット ７ カメラ １００ 位置決めマーク ２００ 画像監視対象領域 ２０１ 基準画面 ３００ 異常検出対象物

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 杉坂 弘志 茨城県日立市大みか町５丁目２番１号 株 式会社日立製作所大みか工場内 (72)発明者 大垣 隆 茨城県日立市大みか町五丁目２番１号 株 式会社日立情報制御システム内 (72)発明者 藤田 裕文 茨城県日立市大みか町五丁目２番１号 株 式会社日立情報制御システム内 (72)発明者 石橋 丈治 大阪府大阪市北区中之島三丁目３番22号 関西電力株式会社内 (72)発明者 伊藤 伸一 大阪府大阪市北区中之島三丁目３番22号 関西電力株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 水力プラントの異常診断対象物の画像を
   入力する画像入力手段と、前記画像入力手段を所定の位
   置または姿勢に制御する移動または固定ロボットと、前
   記カメラからの画像を基準画像と比較し前記対象物の異
   常の有無を判定する画像処理装置とを含む水力プラント
   異常診断装置において、 前記対象物の一部または特定の位置に位置決めマークを
   配置し、 前記画像処理装置が、前記判定に先立ち、前記基準画像
   と前記入力画像との前記位置決めマークを一致させる画
   像移動手段を備えたことを特徴とする水力プラント異常
   診断装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の水力プラント異常診断
   装置において、 前記画像処理装置が、上記位置または姿勢制御後の前記
   位置決めマークの入力画像内の有無または位置決めマー
   ク同士の位置ずれの大きさにより上記カメラおよび移動
   ロボット等の画面獲得機構の動作異常を判断する手段を
   含むことを特徴とする水力プラント異常診断装置。
3. 【請求項３】 請求項２に記載の水力プラント異常診断
   装置において、 前記画面獲得機構の動作異常が検出されたときに、警報
   を発する手段を備えたことを特徴とする水力プラント異
   常診断装置。