JPH06105310A - 異常検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 太陽光による影の影響をなくすことにより基
準画像との差を明確にし、異常検出精度の高い異常検出
装置を提供する。 【構成】 監視対象物を撮影するテレビカメラ１と、該
テレビカメラで得られた正常時の画像を記憶する基準画
像メモリ９と、異なる方向から監視対象物を照射する複
数個の照明装置２、３と、一つの照明装置２による照射
時に得られたテレビカメラの画像と他の照明装置３の照
射時に得られたテレビカメラの画像とを比較して太陽光
による物体の影１２を消去した画像を得る手段と、影を
消去した該画像を基準画像メモリの画像と比較して異常
の有無を判断する演算回路１０を設けたこと。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はプラントなどの異常検出
装置に係り、特に検出精度を向上させた可視画像処理に
よる異常検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、プラントの油漏れなどの異常事態
を検出する手段としてはテレビ画面で配管の下の床上の
油溜りにおける画像変化を監視する手段がとられてい
る。その方法は油漏れのない状態での画面を基準とし、
これと油漏れによる油溜りがある状態での画面とを比較
しその差によって異常状態を判定する方法がとられてい
る（特開昭６１−３５９１号公報／異常事態検出装
置）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな方法ではプラントが屋外にある場合、太陽光による
物体の影が画面内に侵入し、その影が季節や時刻ととも
に移動し、また曇天のときと晴天のときとで基準となる
画像の影が一致しないことによる誤認識の発生という問
題点があった。

【０００４】さらに、プラントに異常がなくても照明装
置が故障した場合プラント異常と誤認識することもある
ため照明装置の故障をプラントの異常と分離する必要も
ある。本発明は、上記従来技術の問題点を解決し、太陽
光による影の影響をなくすことにより基準画像との差を
明確にし、異常検出精度の高い異常検出装置を提供する
ことを目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本願の第１の発明は、監視対象物を撮影するテレビカメ
ラと、該カメラで得られた正常状態時の画像信号を記憶
する基準画像メモリと、監視時テレビカメラから得られ
る画像信号を入力する監視画像メモリと、上記両画像メ
モリの画像信号を比較し異常の有無を判断する演算回路
とを備えた異常検出装置において、テレビカメラに対し
異なる位置に設けられ監視対象物を異なる方向から照射
する複数個の照明装置と、該照明装置のうちの１つによ
る照射時にテレビカメラによって得られ監視画像メモリ
に入力された画像信号と、上記照明装置のうちの他の照
明装置による照射時にテレビカメラによって得られ監視
画像メモリに入力された画像信号とを比較して太陽光に
よる影の画像部分を消去した画像を得る回路と、該回路
から得られた画像信号と基準画像メモリからの画像信号
とを前記演算回路にて比較させる手段とを設けたことを
特徴とする異常検出装置に関する。

【０００６】本願の第２の発明は、監視対象部を撮影す
るテレビカメラと、前記対象部を照射する照明装置と、
該照明装置を点滅する装置と、テレビカメラによる画像
を演算処理して異常の有無を判定する信号処理装置とを
備えた異常検出装置において、前記照明装置の点灯時と
消灯時とのテレビカメラによる画像を比較し両者の差異
の有無に基づき照明装置の異常を判定する装置を設けた
ことを特徴とする異常検出装置に関する。

【０００７】本願の第３の発明は、監視対象部を撮影す
るテレビカメラと、監視対象部を照射する照明装置と、
テレビカメラによる画像を演算処理して異常の有無を判
断する信号処理装置を設けた異常検出装置において、前
記照明装置の光量を変化する手段と、光量変化時のテレ
ビカメラによる画像の演算を行い、光量変化による差が
あるか否かにより、その画像が物体の太陽光による影
か、異常発生による画像かまたは照明装置の異常かを判
定する手段を設けたことを特徴とする異常検出装置に関
する。

【０００８】

【作用】本発明は、照明方向を切換えることにより影の
発生する方向を人為的に作り出すことにより、影による
誤判断を防止できるようにするものである。例えば油溜
りに対して、左側から照明を当てると右方向に油溜りの
影ができ、右側から照明を当てると左方向に油溜りの影
が伸びることになる。これに対し太陽光によってできた
物体の影は平面的であり厚みがないので、照明方向を変
化しても上記影についての影はできない。したがって、
油溜りと区別できることになる。

【０００９】図３に本発明の原理を示す。図３におい
て、オイルパン１５の上に厚みＴの油溜１６があると
き、左側照明２から照明を角度θで当てると、影の距離
Ｘは（１）式となる。

【００１０】

【数１】 Ｘ＝Ｔｔａｎ（π／２−θ） …（１） いま仮にＴ＝３mm、θ＝π／４とすると影の距離Ｘは約
３mmとなる。なお、説明のためにθ＝π／４を例にした
が、実プラントのような大きな対象物ではθはπ／２に
近づいてくることになりＸは小さくなるが、原理は同じ
である。

【００１１】このように人為的に照明方向を切換えるこ
とにより影の影響をなくすことができるので、このあと
で基準画像との一致を見ることにより精度高く油漏れ等
の異常を検知できるようになる。さらに照明のあるとき
とないときとの差画像をとることにより照明の正常／異
常の判定もできるようになる。

【００１２】このように照明を切換えることにより、画
像処理における異常検出の精度を向上できる。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図１、図２により
説明する。図１は本発明の全体構成図である。テレビカ
メラ１の左側に左側照明２と右側に右側照明３とを備え
この照明２、３は照明切換装置５により駆動される。そ
して、テレビカメラ１の画像信号を、照明切換装置５の
出力により、左側照明の画像メモリ６と右側照明の画像
メモリ７とに振り分けて記録する。左側照明の画像６と
右側照明の画像７とをＥ−ＯＲ（エクスクルーシブオ
ア）回路８により演算をし、その出力と基準画像メモリ
９の画像とを演算回路１０により比較演算することによ
り両者が異なるとき異常警報装置１１により異常発生を
警報するように構成されている。点線で囲んだところが
画像の信号処理装置４の部分である。このように構成さ
れた本発明において次にその動作について説明する。

【００１４】図２（ａ）において、テレビカメラ１の左
側照明２をオン、右側照明３をオフにすると、いま油溜
１６が図の位置にあるとき照明２による影１３がオイル
パン１５の上に発生する。このオイルパン１５はプラン
トの配管などから漏れた油が溜まるように鉄板を敷いた
ものをいう。このときオイルパン１５の上に太陽光によ
る物体の影１２が図の位置にあっても、太陽光による影
１２に対応する影は発生し ない。このときの画像が左
側照明の画像メモリ６に記憶される。

【００１５】次に左側照明２をオフ、右側照明３をオン
すると図２（ｂ）の状態となり、油溜１６の影１４がオ
イルパン１５の上に発生する。このときの画像は右側照
明の画像メモリ７に記憶される。オイルパン１５の上の
太陽光による影１２の位置は変わらないし、影は発生し
ない。そして、Ｅ−ＯＲ回路８により両方の画像メモリ
６と７との排他的論理和演算が行われることにより、影
１３と影１４とにより油溜１６に厚みが存在することが
判断される。オイルパン１５の画像には油溜１６の影１
３と１４だけが残ることになる。Ｅ−ＯＲ回路８により
厚みのある油溜１６と、厚みのない太陽光の影１２とを
区別できることなる。そこで基準となる画像メモリ９の
画像とＥ−ＯＲ回路８の出力とを、演算回路１０により
比較する（エクスクルーシブオア等の演算）ことによ
り、両者が一致するとき異常なし、一致しないとき異常
警報装置１１により警報を発生するように動作する。

【００１６】上記内容を図８によりさらに詳細に説明す
る。画像メモリ６の出力は図８の２１に示すように、太
陽光による影１２と、油溜１６とその右側に生じた影１
３とからなる。一方、画像メモリ７の出力は図８の２２
に示すように、太陽光による物体の影１２と油溜１６と
その左にできた影１４とからなる画像となる。両画像メ
モリの出力をエクスクルーシブオア回路８に入れて排他
論理和（不一致部分）を求めさせると、回路８の出力は
図８の２３に示すように油溜１６の影１３と１４とより
なる画像となる。

【００１７】基準画像メモリ９の出力画像は、油漏れの
ない状態とすれば、図８の２４に示すように空白画像と
なり、演算回路１０の出力は図８の２５に示すように、
影１３と１４よりなる画像となる。このように照明を切
換えて画像を記録することにより、影の影響をなくすこ
とができるという効果がある。

【００１８】なお、本発明ではテレビカメラ１の左右の
照明切換えで説明を行っているが、上下の照明切換え、
または周囲の照明切換えでも同等の効果が得られること
は容易に類推できるので説明を省略する。さらに本発明
では左右の照明装置間の距離を一定として説明したが、
距離を変更することにより、影の方向も変化するので、
さらに検出精度を向上することも可能となる。

【００１９】本発明の他の実施例を図４に示す。本実施
例において図１と同じ番号は図１と同じ構成と作用を持
つ。図４において、テレビカメラ１の信号は照明３がオ
フのとき、照明オフ時の画像メモリ１７に記憶され、照
明３がオンのとき照明時の画像メモリ２７に記憶され
る。照明３のオン・オフは照明切換装置５により行うよ
うに構成されている。そして、両者の画像メモリの内容
を演算回路１０により比較し両者に差がないときは照明
装置３が故障したものと判断し、異常警報装置１１によ
り照明異常を表示する。両者に差があるときは照明装置
３が正常動作しているものと判断する。ただし、この場
合は、基準状態において、照明オン時にカメラに画像が
写ることが前提となる。

【００２０】このように、照明のオン・オフ時の画像の
差を見ることによって、照明装置の異常を判定できるこ
とになる。この判断は毎回行う必要はなく、１日に１回
朝起動するときだけとか１カ月に１回だけ、照明の異常
を判断するだけで効果がある。本発明により照明装置の
切れや照度の低下等の検出が可能になるという効果があ
る。

【００２１】以上の説明では説明を簡単化するために照
明をオン・オフすることで説明したが、照明装置に供給
する電圧を加減して照明の光量を加減することにより、
その変化の差で物体の太陽光による影と油溜りとを区別
することも可能であることはいうまでもない。例えば、
図２において、照明装置２または３の光量が増すと、油
溜１６とその影１３、１４については、その画像信号の
強度は増すが、物体の太陽光による影１２の画像信号は
減少する。また、例えばオイルパン上の画像または物体
に対する照明装置の光量を変えるとテレビカメラに撮影
される画像の輝度幅が広くなったり、狭くなったりする
し、光量が極端に増すと対象物は白く光って画像として
はキャッチされなくなる。したがって、照明装置に対す
る電圧変化によって、これらの現象が発生しないときは
照明装置の故障であると判定できる。

【００２２】本発明のその他の実施例を図６に示す。本
実施例において、図１と同じ番号は図１と同じ構成、作
用を持つ。図６において、照明２と３はいずれもカメラ
１の左側に設置している。この動作を図７を用いて説明
する。図７（ａ）に示すように照明３によりオイルパン
１５を照明するとき、影を作る機器１８がカメラ１とオ
イルパン１５との間に存在する場合、影１９の右端の位
置をＸ₁ とし、図７（ｂ）に示すように、照明２による
影２０の右端をＸ₂ とする。いま図７（ｃ）に示すよう
にカメラ１とオイルパン１５の距離を既知とし、これを
Ｌとする。また影１９の右端Ｘ₁ と影２０の右端Ｘ₂ と
の距離をｌ₁ とし、これをカメラ１の画像上から読み取
る。次に照明２と照明３との距離をｌ₂ とし、これも既
知とすると、（２）式から、影を作る機器１８とオイル
パン１５との距離Ｙを求めることが可能となる。

【００２３】

【数２】

【００２４】つまり照明の影の変化から、影を作る機器
の位置を知ることが可能となる。このように本実施例に
より、カメラとオイルパンとの間に存在する機器の位置
を検出できるという特徴がある。本発明を実施するに際
しては、図５に示すように通常の異常検出ルーチンによ
る監視中に、異常と思われる現象を発見したときのみ
に、これまで説明した照明方向切換えによる異常検出手
段を適用することにより、従来技術に比し処理に要する
時間をそれほど増すことなく、かつ異常検出の精度を格
段に向上することができる。

【００２５】

【発明の効果】本発明によれば、太陽光線などによる影
に基づく誤認識を除去して、異常事態の検出精度を向上
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例系統図。

【図２】図１の実施例の動作説明図。

【図３】本発明の原理を示す図。

【図４】本発明の他の実施例図。

【図５】本発明の適用例説明図。

【図６】本発明の他の実施例図。

【図７】図６の実施例動作説明図。

【図８】図１の実施例作動内容説明図。

【符号の説明】

１…テレビカメラ、２…左側照明、３…右側照明、４…
信号処理装置、５…照明切換装置、６…左側照明時の画
像メモリ、７…右側照明時の画像メモリ、８…エクスク
ルーシブオア回路、９…基準画像メモリ、１０…演算回
路、１１…異常警報装置、１２…太陽光による物体の
影、１３…左側照明による油溜影、１４…右側照明によ
る油溜影、１５…オイルパン、１６…油溜、１７…照明
オフ時画像メモリ、２７…照明時画像メモリ。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 監視対象物を撮影するテレビカメラと、
   該カメラで得られた正常状態時の画像信号を記憶する基
   準画像メモリと、監視時テレビカメラから得られる画像
   信号を入力する監視画像メモリと、上記両画像メモリの
   画像信号を比較し異常の有無を判断する演算回路とを備
   えた異常検出装置において、テレビカメラに対し異なる
   位置に設けられ監視対象物を異なる方向から照射する複
   数個の照明装置と、該照明装置のうちの１つによる照射
   時にテレビカメラによって得られ監視画像メモリに入力
   された画像信号と、上記照明装置のうちの他の照明装置
   による照射時にテレビカメラによって得られ監視画像メ
   モリに入力された画像信号とを比較して太陽光による影
   の画像部分を消去した画像を得る回路と、該回路から得
   られた画像信号と基準画像メモリからの画像信号とを前
   記演算回路にて比較させる手段とを設けたことを特徴と
   する異常検出装置。
2. 【請求項２】 監視対象部を撮影するテレビカメラと、
   前記対象部を照射する照明装置と、該照明装置を点滅す
   る装置と、テレビカメラによる画像を演算処理して異常
   の有無を判定する信号処理装置とを備えた異常検出装置
   において、前記照明装置の点灯時と消灯時とのテレビカ
   メラによる画像を比較し両者の差異の有無に基づき照明
   装置の異常を判定する装置を設けたことを特徴とする異
   常検出装置。
3. 【請求項３】 監視対象部を撮影するテレビカメラと、
   監視対象部を照射する照明装置と、テレビカメラによる
   画像を演算処理して異常の有無を判断する信号処理装置
   を設けた異常検出装置において、前記照明装置の光量を
   変化する手段と、光量変化時のテレビカメラによる画像
   の演算を行い、光量変化による差があるか否かにより、
   その画像が物体の太陽光による影か、異常発生による画
   像かまたは照明装置の異常かを判定する手段を設けたこ
   とを特徴とする異常検出装置。