JPWO2016143754A1 - ガス漏れ位置推定装置、ガス漏れ位置推定システム、ガス漏れ位置推定方法及びガス漏れ位置推定プログラム - Google Patents
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Abstract
Description
特許文献1に記載の発明にあっては、赤外線カメラで取得した画像信号に基づき閾値温度外になった疑似カラー熱画像を選択して表示出力することで、ガス漏れ発生を報知するとともに、漏れたガスによる閾値温度外の領域を知らせるようにした。
前記情報処理手段は、
1フレームごとに画像領域を複数のブロックに分割して、ブロックごとにガス領域か否かを判別するブロック判別処理と、
時系列の複数のフレームに亘り、前記ブロック判別処理によりガス領域と判別された回数をブロックごとにカウントするカウント処理と、
前記カウント処理によるカウント値が所定値以上のブロックをガス漏れ推定位置として設定する漏れ位置推定処理と、
を実行可能にされたガス漏れ位置推定装置である。
1フレームごとに画像領域を複数のブロックに分割して、ブロックごとにガス領域か否かを判別するブロック判別処理と、
時系列の複数のフレームに亘り、前記ブロック判別処理によりガス領域と判別された回数をブロックごとにカウントするカウント処理と、
前記カウント処理によるカウント値が所定値以上のブロックをガス漏れ推定位置として設定する漏れ位置推定処理と、
を実行するガス漏れ位置推定方法である。
1フレームごとに画像領域を複数のブロックに分割して、ブロックごとにガス領域か否かを判別するブロック判別処理と、
時系列の複数のフレームに亘り、前記ブロック判別処理によりガス領域と判別された回数をブロックごとにカウントするカウント処理と、
前記カウント処理によるカウント値が所定値以上のブロックをガス漏れ推定位置として設定する漏れ位置推定処理と、
を実行させるためのガス漏れ位置推定プログラムである。
まず、本発明の第1実施形態のガス漏れ位置推定ステムにつき説明する。
本実施形態のガス漏れ位置推定システム100は、赤外線カメラ10と、可視光カメラ20と、情報処理手段30とを備える。情報処理手段30は、プロセッサーと記憶装置を有したコンピューターにより構成され、記憶装置に記憶されたガス漏れ位置推定プログラムをプロセッサーが実行することで各機能部が構成される。
その機能部として情報処理手段30は、ガス検出部31と、ブロック分割部32と、ブロック判別部33と、カウント部34と、漏れ位置推定部35と、画像合成部36とを有する。
赤外線カメラ10及び可視光カメラ20が所定のフレームレート(例えば30fps)で連続撮像を行い、そのフレームデータが順次に情報処理手段30に入力される。
ブロック分割部32は、赤外線画像信号の各フレーム画像を所定のサイズで複数のブロックに分割する。1ブロックのサイズとしては、例えば10×10画素である。
ブロック判別部33では、各フレームの各ブロックに対して、ガス検出部31の検出結果を用いて、そのブロックはガス領域であるか否かを判別するブロック判別処理を実行する。ブロック内の画素のうち所定の割合(例えば50%)以上の画素がガス検出部31によりガス領域と検出されていれば、ガス領域と判別する。ブロック判別部33は、ガス領域と判別したブロックに1、ガス領域でないと判別したブロックに0との識別値を与える。
カウント部34は、時系列の複数のフレームに亘り、ブロック判別処理によりガス領域と判別された回数をブロックごとにカウントするカウント処理を実行する。
漏れ位置推定部35は、カウント部34によるカウント値が所定値以上のブロックをガス漏れ推定位置として設定する漏れ位置推定処理を実行する。
画像合成部36は、可視光カメラ20から入力された可視光画像をバックレイヤーとし、赤外線カメラ10から入力された赤外線画像信号のうちガス検出部31によりガス領域と検出された画素を抽出してこれを可視光範囲に変換した赤外線撮像可視化画像を所定の透過率を設定して重ね合わせるとともに、漏れ位置推定部35によりガス漏れ推定位置として設定されたブロックを明示する画像を重ね合わせる画像合成処理を実行する。画像合成部36による合成画像は表示モニターに表示出力される。ユーザーはこの画像を見てガスの分布領域及びガス漏れ位置を把握することができる。
ガス検出部31により、図2のGa1に示すように最初のフレームF1中にガス領域G1が検出されたとする。
これを受けブロック判別部33は、図2のGb1に示すようにガス領域と判別したブロックに1、ガス領域でないと判別したブロックに0との識別値を与える。
次に、ガス検出部31により、図2のGa2に示すように2番目のフレームF2中にガス領域G2が検出されたとする。
これを受けブロック判別部33は、図2のGb2に示すようにガス領域と判別したブロックに1、ガス領域でないと判別したブロックに0との識別値を与える。
次に、ガス検出部31により、図2のGa3に示すように3番目のフレームF3中にガス領域G3が検出されたとする。
これを受けブロック判別部33は、図2のGb3に示すようにガス領域と判別したブロックに1、ガス領域でないと判別したブロックに0との識別値を与える。
以上の過程を経てカウント部34がカウントしたブロックごとのカウント値は図3のGaに示す通りとなる。また、図3のGaに示すようにカウント値が所定値以上のブロックB47を漏れ位置推定部35がガス漏れ推定位置として設定する。ここでは、所定値を最多値とする。
画像合成部36は、図3のGbに示すように可視光カメラ20から入力された可視光画像I3をバックレイヤーとし、赤外線カメラ10から入力された赤外線画像信号のうちガス検出部31によりガス領域と検出された画素を抽出してこれを可視光範囲に変換した赤外線撮像可視化画像(G3)を所定の透過率を設定して重ね合わせるとともに、漏れ位置推定部35によりガス漏れ推定位置として設定されたブロックB47を明示する画像を重ね合わせた画像を合成する。
合成する可視光画像と赤外線撮像可視化画像は、以上の処理に使用したフレームのうち最新の1フレームとして静止画とし表示するか、最新の数フレームとして動画様に再生表示する。
次に、本発明の第2実施形態のガス漏れ位置推定システムにつき説明する。
本実施形態のガス漏れ位置推定システム101は、図4に示すように上記第1実施形態のシステム100に対し、処理終了判断部37を情報処理手段30に付加したものである。
不変であった場合、ブロック判別部33によるブロック判別処理を終了する。これに従い、後流のカウント部34と、漏れ位置推定部35と、画像合成部36の処理も自ずと終了する。
以上の第2実施形態により、一定の信頼性のあるガス漏れ位置の推定を達成しつつ、情報処理手段30における計算量を削減できる。
次に、本発明の第3実施形態のガス漏れ位置推定システムにつき説明する。
本実施形態のガス漏れ位置推定システム102は、図5に示すように上記第1実施形態システム100に対し、既設定候補選出部38を情報処理手段30に付加したものである。
既設定候補選出部38は、漏れ位置推定部35により設定されたブロックに対する距離が最も近い漏れ位置候補を選出する。
例えば、フランジ継手51,52,53のあるブロックC42,C54,C47(図6のGa参照)が予め漏れ位置候補として設定される。継手などの流路の接続部分はガス漏れが発生しやすい部位だからである。
図6のGaに示すように漏れ位置推定部35によりブロックB14,B25,B35,B 36が最多値「2」でガス漏れ推定位置として設定されたとする。
既設定候補選出部38は、これらのブロックB14,B25,B35,B36に対するブロックC42の距離、ブロックC47の距離、ブロックC54の距離をそれぞれ算出して、距離が最も近い漏れ位置候補、すなわち、ブロックC47を選出する。距離は、ブロックの中心座標を基準とした直線距離を算出し、その合計値又は平均値によって判断するとよい。
画像合成部36は、図6のGbに示すように、上記第1実施形態と同様に漏れ位置推定部35により設定されたブロックB14,B25,B35,B36を明示する画像を重ね合わせる合成を行うほか、既設定候補選出部38により選出されたブロックC47を明示する画像を重ね合わせる合成を行う。
なお、漏れ位置推定部35により設定されたブロックB14,B25,B35,B36を明示する画像の重ね合わせは行わずに、既設定候補選出部38により選出されたブロックC47を明示する画像を重ね合わせる合成を行ってもよい。
なお、図6のGbにおいて遮蔽物N1が無い場合は、図3のGbの場合であり、漏れ位置推定部35により設定されるブロックと既設定候補選出部38により選出されるブロックとが一致する。このように一致する場合は、そのブロックを表示することはもちろん、さらに画像処理に基づいてガス漏れ推定位置と設定されたブロックと既設定漏れ位置候補ブロックとが一致したことも識別できるように表示することが好ましい。
次に、本発明の第4実施形態のガス漏れ位置推定システムにつき説明する。
本実施形態のガス漏れ位置推定システムは、図1に示す上記第1実施形態と同様の構成を有し、以下の処理内容を実施する。
本実施形態では、ブロック分割部32は、赤外線画像信号の各フレーム画像を12×14の複数のブロックに分割する。
これを受けブロック判別部33は、図7のGb1に示すようにガス領域と判別したブロックに1、ガス領域でないと判別したブロックに0との識別値を与える。
次に、ガス検出部31により、図7のGa2に示すように2番目のフレームF2中にガス領域G2が検出されたとする。
これを受けブロック判別部33は、図7のGb2に示すようにガス領域と判別したブロックに1、ガス領域でないと判別したブロックに0との識別値を与える。
同様に、3−9番目のフレームついても処理し、各フレームの各ブロックに識別値「1」又は「0」を与える。
次に、ガス検出部31により、図7のGa3に示すように10番目のフレームF10中にガス領域G10が検出されたとする。
これを受けブロック判別部33は、図7のGb3に示すようにガス領域と判別したブロックに1、ガス領域でないと判別したブロックに0との識別値を与える。
以上の過程を経てカウント部34がカウントしたブロックごとのカウント値は図8のGaに示す通りとなったとする。また、図8のGaに示すようにカウント値が所定値以上のブロックB0611,B0612,B0613,B0614,B0711,B0712,B0713,B0714,B0813,B0814,B0913,B0914を漏れ位置推定部35がガス漏れ推定位置として設定する。ここでは、所定値を9とする。
画像合成部36は、図8のGbに示すように可視光カメラ20から入力された可視光画像 I10をバックレイヤーとし、赤外線カメラ10から入力された赤外線画像信号のうちガス検出部31によりガス領域と検出された画素を抽出してこれを可視光範囲に変換した赤外線撮像可視化画像(G10)を所定の透過率を設定して重ね合わせるとともに、漏れ位置推定部35によりガス漏れ推定位置として設定されたブロックB0611,B0612,B0613,B0614,B0711,B0712,B0713,B0714,B0813,B0814,B0913,B0914を明示する画像を重ね合わせた画像を合成する。
合成する可視光画像と赤外線撮像可視化画像は、以上の処理に使用したフレームのうち最新の1フレームとして静止画とし表示するか、最新の数フレームとして動画様に再生表示する。
ガス漏れ推定位置として設定するカウント値の閾値を最多値又は最多値より低い値(例えば平均値)とすると、絶対的には低い値であっても閾値以上の値は必ず生じるから、正確なガス漏れ位置の推定とならないおそれがある。
以上の第4実施形態によれば、ガス漏れ推定位置として設定するカウント値の閾値を定数値としたので、最多値が当該定数値を下回る場合はガス漏れ推定位置を設定せず、これによりノイズなどの影響を受けることを抑えつつ、ガス漏れ位置を精度よく推定することができる。
以上の実施形態にあっては、画像合成においてガス漏れ推定位置をわかりやすくするために、可視光カメラ20により撮像された可視光画像I3をバックレイヤーとしたが、撮像されたものではなく、予め作成されたグラフィックをバックレイヤーとしてもよい。
以上の実施形態においては画像合成部36を設けたが、合成画像の表示は対人用途であるので、本システムによって推定したガス漏れ位置を、コンピューターによる他のシステムに通知する場合には、これを設けることは必ずしも必要ではない。
20 可視光カメラ
30 情報処理手段
F1 フレーム
F2 フレーム
F3 フレーム
G1 ガス領域
G2 ガス領域
G3 ガス領域
I3 可視光画像
N1 遮蔽物
Claims (10)
- 赤外線カメラから複数のフレームに亘って画像情報を取得する情報処理手段を備え、
前記情報処理手段は、
1フレームごとに画像領域を複数のブロックに分割して、ブロックごとにガス領域か否かを判別するブロック判別処理と、
時系列の複数のフレームに亘り、前記ブロック判別処理によりガス領域と判別された回数をブロックごとにカウントするカウント処理と、
前記カウント処理によるカウント値が所定値以上のブロックをガス漏れ推定位置として設定する漏れ位置推定処理と、
を実行可能にされたガス漏れ位置推定装置。 - 前記情報処理手段による前記漏れ位置推定処理を所定回数繰り返し実行し、ガス漏れ推定位置として設定されるブロックに変化がなければ、前記漏れ位置推定処理を終了する請求項1に記載のガス漏れ位置推定装置。
- 前記情報処理手段は、前記フレーム内の位置を指定して予め設定された複数の漏れ位置候補を参照し、前記漏れ位置推定処理により設定されたブロックに対する距離が最も近い漏れ位置候補を選出する既設定候補選出処理を実行可能にされた請求項1又は請求項2に記載のガス漏れ位置推定装置。
- 請求項1から請求項3のうちいずれか一に記載のガス漏れ位置推定装置と、監視対象物を撮像範囲に含み、前記画像情報を前記情報処理手段に与える赤外線カメラと、を備えるガス漏れ位置推定システム。
- 赤外線カメラから複数のフレームに亘って画像情報を取得し、
1フレームごとに画像領域を複数のブロックに分割して、ブロックごとにガス領域か否かを判別するブロック判別処理と、
時系列の複数のフレームに亘り、前記ブロック判別処理によりガス領域と判別された回数をブロックごとにカウントするカウント処理と、
前記カウント処理によるカウント値が所定値以上のブロックをガス漏れ推定位置として設定する漏れ位置推定処理と、
を実行するガス漏れ位置推定方法。 - 前記漏れ位置推定処理を所定回数繰り返し実行し、ガス漏れ推定位置として設定されるブロックに変化がなければ、前記漏れ位置推定処理を終了する請求項5に記載のガス漏れ位置推定方法。
- 前記フレーム内の位置を指定して予め設定された複数の漏れ位置候補を参照し、前記漏れ位置推定処理により設定されたブロックに対する距離が最も近い漏れ位置候補を選出する既設定候補選出処理を実行する請求項5又は請求項6に記載のガス漏れ位置推定方法。
- 赤外線カメラから複数のフレームに亘って画像情報を取得するコンピューターに、
1フレームごとに画像領域を複数のブロックに分割して、ブロックごとにガス領域か否かを判別するブロック判別処理と、
時系列の複数のフレームに亘り、前記ブロック判別処理によりガス領域と判別された回数をブロックごとにカウントするカウント処理と、
前記カウント処理によるカウント値が所定値以上のブロックをガス漏れ推定位置として設定する漏れ位置推定処理と、
を実行させるためのガス漏れ位置推定プログラム。 - 前記漏れ位置推定処理を所定回数繰り返し実行し、ガス漏れ推定位置として設定されるブロックに変化がなければ、前記漏れ位置推定処理を終了する処理を前記コンピューターに実行させるための請求項8に記載のガス漏れ位置推定プログラム。
- 前記フレーム内の位置を指定して予め設定された複数の漏れ位置候補を参照し、前記漏れ位置推定処理により設定されたブロックに対する距離が最も近い漏れ位置候補を選出する既設定候補選出処理を前記コンピューターに実行させるための請求項8又は請求項9に記載のガス漏れ位置推定装プログラム。
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