TWI818539B - 監視系統及監視方法 - Google Patents
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Abstract
本發明之課題在於提供一種可在避免與風力發電設備之葉片之碰撞下進行檢查之監視系統。
監視系統100具備:攝影裝置11,其拍攝構成風車70之葉片73之圖像資訊31;及控制裝置21,其以使攝影裝置11拍攝圖像資訊31之方式進行控制,且將拍攝到之圖像資訊31記憶於記憶部30;並且控制裝置21藉由將拍攝葉片73之圖像資訊31時之攝影參數資訊指示給攝影裝置11,而使攝影裝置11在移動至與攝影參數資訊吻合之攝影位置後拍攝圖像資訊31,於攝影參數資訊中,包含焦點自相對於葉片73之長度方向即R軸垂直之平面即R剖面上之攝影裝置11、向相同之R剖面上之葉片73對焦之相隔距離。
Description
本發明係關於一種監視系統及監視方法。
專利文獻1揭示一種可高效率地進行風力發電設備之檢查報告書之製作業務之報告書製作裝置。又,於專利文獻1之段落0027中,具有以下記載。
「無人飛行體2如上述般藉由遠程操作而被控制飛行,作為該飛行控制系統,較佳的是具有如下功能:算出無人飛行體2與藉由避免碰撞感測器檢測出之構造物之距離,即便在大風環境下仍可以不與檢查對象物碰撞之方式取得必要之分隔距離,且以進行充分接近之飛行之方式控制,以便可拍攝能夠觀察檢查對象物之損傷等之照片。」
[專利文獻1]日本特開2018-181235號公報
於檢查風力發電設備(站點)之步序中,靠近風車之葉片進行拍攝,自該攝影圖像檢查損傷部位。於各站點,因較多之風車作動,故期望藉由將風車之葉片之攝影效率化而縮短檢查所需之時間。
因風車之葉片位於塔架上之高處,故無人機以靠近葉片之方式飛行並拍攝。此處,無人機與葉片之碰撞成為問題。
首先,於操縱者在目視下一面手動操縱無人機一面拍攝葉片時,需要在避免對於葉片之碰撞下進行拍攝,故為了拍攝而需要時間。
另一方面,如於專利文獻1記載般,若在無人機設置避免碰撞感測器,則避免對於葉片之碰撞,但另一方面無人機之控制變得複雜。
因此,本發明之主要之課題在於提供一種可在避免與風力發電設備之葉片之碰撞下進行檢查之監視系統。
為了解決上述課題,本發明之監視系統具有以下特徵。
本發明係一種監視系統,其特徵在於基於拍攝風力發電設備而得之圖像資訊,檢查前述風力發電設備,且具備:攝影裝置,其拍攝構成前述風力發電設備之葉片之前述圖像資訊;及控制裝置,其以使前述攝影裝置拍攝前述圖像資訊之方式進行控制,且將拍攝到之前述圖像資訊記憶於記憶部;並且前述控制裝置藉由將拍攝前述葉片之前述圖像資訊時之攝影參數資訊指示給前述攝影裝置,而使前述攝影裝置在移動至與前述攝影參數資訊
吻合之攝影位置後拍攝前述圖像資訊,於前述攝影參數資訊中,包含焦點自相對於前述葉片之長度方向即R軸垂直之平面即R剖面上之前述攝影裝置、向相同之前述R剖面上之前述葉片對焦之相隔距離。
其他手段將於後述。
根據本發明,可提供一種可在避免與風力發電設備之葉片之碰撞下進行檢查之監視系統。
10:無人飛行體
11:攝影裝置
12:傳送裝置
13:馬達驅動部
21:控制裝置
22:輸入部
23:規則設定部
24:顯示控制部
30:記憶部
31:圖像資訊
32:識別資訊
33:正常圖像資訊
40:顯示部
70:風車(風力發電設備)
71:塔架
72:機艙
73:葉片
100:監視系統
101D,102D:攝影範圍
101K,102K:攝角
101P,102P:攝影中心
101Q:攝影位置
111:相隔距離
200:畫面
201:第1畫面顯示規則
202,203:圖像集合
210:畫面
211:第2畫面顯示規則
220:畫面
221:第3畫面顯示規則
230:畫面
231:第1顯示
231a:輕度之損傷
231b:重度之損傷
232:第2顯示
232a:A站點1號機之損傷
232b:X站點N號機之損傷
a,b,c,d:攝影面
D:相隔距離
F,F1,F2:飛行路徑
H:機艙之高度
P0,Pd,Pu,Px,Py:點
P1,P2,P3,P4,P5,P6:攝影位置
W:距離
θ:旋轉方向
圖1係顯示實施例1之監視系統之構成圖。
圖2係顯示作為實施例1之檢查對象之風車之立體圖。
圖3係顯示將實施例1之葉片定義為中心之座標系之立體圖。
圖4係顯示實施例1之無人飛行體之設置場所之側視圖。
圖5係顯示沿著實施例1之葉片之R軸之飛行路徑之移動之立體圖。
圖6係實施例1之圖5之側視圖。
圖7係實施例1之圖3之R剖面圖。
圖8係實施例1之圖7之R剖面圖之變化例。
圖9係顯示實施例1之螺旋狀之飛行路徑F之立體圖。
圖10係顯示實施例1之攝影方法之側視圖。
圖11係實施例1之圖10之無人飛行體移動之情形之側視圖。
圖12係顯示與賦予實施例1之圖像資訊之識別資訊對應之管理資訊之
一例之表。
圖13係顯示實施例2之監視系統之構成圖。
圖14係指定實施例2之第1畫面顯示規則之情形之顯示畫面圖。
圖15係指定實施例2之第2畫面顯示規則之情形之顯示畫面圖。
圖16係指定實施例2之第3畫面顯示規則之情形之顯示畫面圖。
圖17係區別作為實施例2之檢查結果為正常抑或異常之情形之顯示畫面圖。
以下,使用圖式對於本發明之各實施例進行說明。
[實施例1]
圖1係顯示實施例1之監視系統100之構成圖。
監視系統100具備:無人飛行體10(無人機),其拍攝圖2所示之風車(風力發電設備)70之葉片73;控制裝置21,其控制無人飛行體10;記憶部30,其記憶來自控制裝置21之輸出資訊;及顯示部40,其顯示來自控制裝置21之輸出資訊。
無人飛行體10具備:攝影裝置11,其拍攝葉片73;馬達驅動部13,其進行搭載於無人飛行體10之馬達之驅動控制;及傳送裝置12,其將自攝影裝置11輸出之攝影圖像即圖像資訊31向控制裝置21發送。
於圖1中,顯示攝影裝置11收容於無人飛行體10之例,但亦可構成為攝影裝置11具備移動功能。
控制裝置21藉由對無人飛行體10發送以下之資訊,而進行無人飛行體10之飛行控制(馬達之驅動控制)及攝影控制。
‧將後述之(步驟1)~(步驟4)之飛行路徑資訊發送至馬達驅動部13。藉此,可指示用於拍攝葉片73之自起飛至著陸之粗略之飛行路徑。
‧將沿著飛行路徑之圖像資訊31之攝影位置(按下相機之快門之位置)發送至攝影裝置11。
‧將自攝影裝置11之位置至葉片73之位置之焦點(focus)達到對焦之相隔距離發送至馬達驅動部13。以滿足該發送之相隔距離之方式,攝影裝置11對無人飛行體10進行飛行控制。
藉此,可在飛行中之攝影裝置11之當前位置與滿足指定之相隔距離之位置(相隔位置)吻合之時點,作為圖像資訊31之取得位置使攝影裝置11拍攝。
無人飛行體10藉由按照以下之(步驟1)~(步驟4)之順序飛行、且拍攝葉片73而支援檢查作業。
(步驟1)起飛及向葉片73移動之步序。
(步驟2)移動至攝影開始地點之步序。
(步驟3)接近葉片73而一面追隨一面拍攝之步序。
(步驟4)向目標位置著陸之步序。
控制裝置21將以下之資訊等記憶於記憶部30。
‧自攝影裝置11輸出、經由傳送裝置12接收之攝影圖像即圖像資訊31(詳情見圖14)
‧控制裝置21賦予圖像資訊31之唯一之識別資訊32(詳情見圖5)
‧預先拍攝葉片73之正常狀態而得之圖像資訊31即正常圖像資訊33(詳情見圖16)
接著,依序說明使用圖1所致之監視系統100的葉片73之檢查方法之詳情。
圖2係顯示作為檢查對象之風車70之立體圖。風車70係由設置於塔架71上之機艙72、及固定於機艙72之葉片73構成。各葉片73接收風力而沿著旋轉方向θ旋轉,使用該旋轉力進行發電。
又,為了進行以下之說明,對自機艙72之根部向葉片73之前端之沿著葉片73之長度方向之R軸進行定義。
圖3係顯示將葉片73定義為中心之座標系之立體圖。
「R軸」為如圖2中所說明般沿著葉片73之長度方向之軸。無論旋轉方向θ朝向哪一方向(無論是朝向上空、朝向水平、抑或朝向地面),將R軸追隨旋轉方向θ而定義。
所謂「R剖面」為與R軸垂直之平面,方便起見將其一軸設為X軸,將另一軸設為Y軸。
「攝影面」規定自R剖面之哪一方向拍攝葉片73。
例如,於圖3中,例示有將攝角朝向Y軸正方向拍攝葉片73之攝影面a、將攝角朝向X軸負方向拍攝葉片73之攝影面b、X軸正方向之攝影面c(因隱藏於攝影面a、b之背後,故省略圖示)、Y軸負方向之攝影面d(因隱
藏於攝影面a、b之背後,故省略圖示),合計4個攝影面。
再者,葉片周圍之攝影面可如圖3所示般設置4個,亦可不限定於4個而設置為5個等。無論怎樣,藉由自複數方向拍攝葉片73,而不產生未拍攝之部位。
圖4係顯示無人飛行體10之設置場所之側視圖。
以下,說明作為(步驟1)之起飛及向葉片73移動之步序。
風車70之監視員在距風車70之正面離開一定距離W之場所設置無人飛行體10。自地表面至風車70之機艙72之高度H根據風車70之機型而為一定。因此,藉由預先決定距離W,而無人飛行體10自動地移動至風車70之機艙72之附近。
風車70之監視員在將無人飛行體10設置於風車70之正面後,向控制裝置21指示葉片73之檢查。控制裝置21對無人飛行體10之馬達驅動部13發送飛行路徑資訊。接收到飛行路徑資訊之無人飛行體10移動至葉片73之機艙72之附近。
飛行路徑資訊為用於使無人飛行體10起飛、有效率且高速接近攝影對象物(葉片73)之攝影位置之資訊。該飛行路徑資訊之製作可使用既有之技術。
以下,說明作為(步驟2)之移動至攝影開始地點之移動步序。
圖5係顯示沿著葉片73之R軸之飛行路徑(前進移動時之F1,返回移動時之F2)之移動之立體圖。移動至機艙72之附近之無人飛行體10,移動至
葉片73之第1端部即機艙72之附近之基準位置(r=1)。該基準位置為飛行路徑F1之起點。
再者,對於1個圖像資訊31,附加2個資訊(No.1、r=1等)。首先,第1附加資訊(No.1、No.2、…No.100)為就在該攝影位置拍攝之每一圖像之唯一之識別資訊32。即,識別資訊32亦可謂依照圖像之攝影順序而編號之資訊。
另一方面,第2附加資訊(r=1、2、…50)為自葉片73之第1端部(r=1)至對向之第2端部(r=50)之沿著R軸之攝影位置之特定資訊。r之值愈小表示愈靠近機艙72之附近側之位置,r之值愈大表示愈靠近葉片73之前端側之位置。
即,即便為相同之攝影位置r=1之情形下,在依照飛行路徑F1拍攝攝影面a時賦予識別資訊32(No.1),在依照飛行路徑F2拍攝攝影面b時賦予識別資訊32(No.100)。
藉此,藉由將每一葉片之攝影位置資訊賦予圖像資訊31,即便在無人機往復移動之情形下,亦可將葉片整體進行正確地畫面顯示。例如,可將攝影位置r=1相同之2個圖像(識別資訊32=No.1與No.100)並排顯示等,而以容易進行適宜於檢查之顯示之方式管理圖像資訊31。
以下,說明作為(步驟3)之接近葉片73而一面追隨一面拍攝之步序。
圖6係圖5之側視圖。移動至第1端部(r=1)之無人飛行體10依照前進移動時之飛行路徑F1,於R剖面內一面保持距葉片73特定之相隔距離D,
一面移動至第2端部(r=50)。於該移動時,攝影裝置11以特定之等間隔(No.1、2、…、直至50而可進行50張之拍攝之間隔)拍攝葉片73之特定部位(攝影面a)。
此時,控制裝置21因對馬達驅動部13指定特定之相隔距離D,故可預防無人飛行體10過於接近葉片73而碰撞、或過於遠離葉片73而取得不清晰之攝影圖像。
返回圖5,到達葉片73之前端之無人飛行體10,對於與目前為止拍攝到之攝影面a不同之攝影面b,沿著返回移動時之飛行路徑F2同樣地開始拍攝。即,無人飛行體10一面保持距葉片73特定之相隔距離D,一面沿自遠離基準位置之第2端部(葉片73前端之No.51)向第1端部(機艙72之根部之No.100)返回之方向移動,且以特定之等間隔拍攝。
圖7係圖3之R剖面圖。
於圖5之說明中,例示自第1端部(r=1)至第2端部(r=50)之移動中,連續拍攝相同之攝影面a之飛行路徑F1。另一方面,於圖7中,顯示對於相同之R軸之攝影位置(例如r=3),藉由在葉片73之周圍沿著R剖面迴轉,藉由4次拍攝而取得4方向之攝影面之圖像之螺旋狀之飛行路徑F(立體圖將於圖9中後述)。
即,依照拍攝攝影面a之位置P1→拍攝攝影面b之位置P2→拍攝攝影面c之位置P3→拍攝攝影面d之位置P4之順序,進行拍攝。飛行路徑F因一面保持距葉片73特定之相隔距離D一面移動,故於R剖面圖中表現為圓周運動。
於R剖面圖中,葉片73近似於具有正面與背面之流線形之板形狀。因此,無人飛行體10藉由在位置P1、P2拍攝葉片73之正面,在位置P3、P4拍攝葉片73之背面,而可拍攝兩面。
再者,亦可在位置Pu拍攝而取代在位置P1、P2拍攝葉片73之正面。同樣地,亦可在位置Pd拍攝而取代在位置P3、P4拍攝葉片73之背面。藉此,可將攝影次數自4次削減成2次。
然而,在使無人飛行體10移動至位置Pu時,因該位置Pu在葉片73之軌道上(圓周方向θ上),故若葉片73之位置自當前之P0向位置Pu旋轉,則有與無人飛行體10碰撞之顧慮。
通常,因在檢查作業時以液壓制動器固定葉片73之旋轉方向θ,故可不使葉片73旋轉。然而,若液壓制動器之饋電在失去電源時被切斷,則有無法抑制葉片73之非意圖之旋轉之情形。
因此,於圖7中,在若將葉片73之圓周方向θ(通過點Pu、P0、Pd之線)、與R剖面圖之葉片73面之長度方向(通過點Px、P0、Py之線)設為以90°正交時,以相對於該正交成為約45°之方式設定攝影位置P1、P2、P3、P4。換言之,控制裝置21將無人飛行體10之移動範圍(攝影位置)設定為葉片73之旋轉方向θ之範圍外。
藉此,即便假定葉片73之當前位置自P0移動至Pu或Pd,亦可避免在葉片73之攝影位置之碰撞。
圖8係圖7之R剖面圖之變化例。
於圖8中,風車70之監視員以將葉片73之相對於機艙72之固定角度(通過點Px、P0、Py之線)自圖7之通常作動時(與圓周方向θ正交)略靠右下之方式,預先在檢查前偏移。然後,無人飛行體10在位置P5拍攝葉片73之正面,在位置P6拍攝葉片73之背面。
藉此,雖然造成在檢查前後調節葉片73之角度之麻煩,但可避免無人飛行體10與葉片73在攝影位置之碰撞、且可適切地削減攝影張數。
圖9係顯示螺旋狀之飛行路徑F之立體圖。
無人飛行體10可在如下之飛行路徑F中移動:一面在葉片73之周圍螺旋狀迴轉,一面自機艙72之根部至葉片73之前端沿R軸逐漸行進。如在圖7中所說明般,在相同之攝影位置(r=3等),可利用位置P1、P2、P3、P4之合計4次拍攝而取得4方向之攝影面之圖像。
以上,參照圖5~圖9,對於沿著R軸往復之飛行路徑、及繞R軸之周圍螺旋狀行進之飛行路徑進行了說明。於兩個飛行路徑上共通之處為無論在飛行路徑上之何一位置均保持距葉片73特定之相隔距離D。因此,控制裝置21將特定之相隔距離D、攝影面等之攝影參數資訊指示給無人飛行體10。特定之相隔距離D為焦點自相對於葉片73之長度方向即R軸垂直之平面即R剖面上之攝影裝置11、向相同之R剖面上之葉片73對焦之距離。
再者,因相隔距離D之可取範圍為可進行調焦之範圍,故依存於攝影參數資訊之f值(光圈值)。在欲擴大可進行調焦之範圍(擴大景深)時,只要
增大f值即可。在欲縮窄可進行調焦之範圍(減小景深)時,只要縮小f值即可。
圖10係顯示R軸之攝影位置r=1時之攝影方法之側視圖。於該側視圖中,將橫軸設為R剖面(X軸及Y軸),將縱軸設為R軸。
無人飛行體10於基準位置距葉片73保持相隔距離D。因此,攝影位置101Q之無人飛行體10(攝影裝置11)藉由以葉片73為被攝體利用自動對焦功能對焦點進行調節,而取得至葉片73為止之當前之相隔距離111。
在當前之相隔距離111較相隔距離D為接近時,使無人飛行體10向增加當前之相隔距離111之方向(圖10之右方向)移動。
在當前之相隔距離111較相隔距離D為離開時,使無人飛行體10向縮窄當前之相隔距離111之方向(圖10之左方向)移動。
在當前之相隔距離111與相隔距離D大致一致時,結束無人飛行體10在圖10之橫軸方向之位置調整。藉此,因相機之焦點與離開相隔距離D之葉片73對焦,故可避免兩者之碰撞、且可取得葉片73表面之鮮明之圖像。
再者,於攝影裝置11內,可自24mm廣角鏡頭、50mm標準鏡頭、200mm望遠鏡頭等的焦點距離不同之複數個鏡頭安裝可拍攝所期望之攝角101K之鏡頭。攝角101K亦作為攝影參數資訊之一而由控制裝置21指定給無人飛行體10。
基於各個攝角101K,決定包含攝影中心101P之R軸方向之攝影範圍
101D。再者,鏡頭有可將焦點距離在特定範圍內進行變更之變焦鏡頭、及焦點距離經固定之單焦點鏡頭。
因此,藉由在攝影裝置11中採用24mm廣角鏡頭等而擴大一張之攝影範圍101D,而可削減攝影張數從而削減圖像資訊31之資料量。另一方面,藉由在攝影裝置11中採用200mm望遠鏡頭等而縮窄一張之攝影範圍101D,雖然攝影張數增加,但拍攝鮮明之圖像作為圖像資訊31,而可提高檢查之精度。
圖11係圖10之無人飛行體10自攝影位置r=1移動至r=2時之側視圖。
研究在無人飛行體10自攝影位置r=1移動至r=2時,攝影位置r=1時之攝影範圍101D、與攝影位置r=2時之包含攝影中心102P之攝影範圍102D之間之位置關係。
控制裝置21藉由將如以下之(攝影方針1)或(攝影方針2)所示之攝影參數資訊指定給無人飛行體10,而使無人飛行體10拍攝適切之圖像資訊31(複數張攝影圖像)。
(攝影方針1)指示在第1攝影範圍101D與第2攝影範圍102D之間容許重複部位,但不產生未拍攝部分。藉此,因囊括葉片73之攝影範圍,故可預防漏檢。
(攝影方針2)指示在第1攝影範圍101D與第2攝影範圍102D之間不容許重複部位,亦不產生未拍攝部分。即,以攝影範圍101D之端部(圖11中為上端)、與攝影範圍102D之端部(圖11中為下端)相接之方式拍攝。藉
此,可預防漏檢且可削減攝影張數。
因此,攝影參數資訊包含表示(攝影方針1)或(攝影方針2)之資訊、及表示攝影範圍101D、102D之資訊(攝角101K、102K)。再者,一般而言,攝角101K=攝角102K,但亦可使用變焦鏡頭而設為攝角101K≠攝角102K。
如此般,控制裝置21以與預先指定之攝影裝置11之攝影參數資訊(焦點距離與攝影攝角之關係等)相符之方式,使無人飛行體10自律地移動。藉此,無需使用GPS(Global Positioning System,全球定位系統)信號或避免碰撞感測器,而可簡易地決定無人飛行體10相對於葉片73之位置。
此處,所謂「自律」之移動,係指接收來自控制裝置21之指示(攝影參數資訊)之無人飛行體10以與該指示吻合之方式移動。因不是由人經由遙控器等操縱,因此亦可謂無人飛行體10自律地移動。
以下,說明作為(步驟4)之向目標位置著陸之步序。
無人飛行體10在攝影完成時或剩餘飛行時間較少時、因大風而無人飛行體10之自律之攝影飛行困難時、或者經由未圖示之通訊部自監視員接收到返回指令時,向任意之地點著陸。
著陸之地點除了無人飛行體10起飛之地點外,亦可預先設定複數個與起飛地點不同之著陸候選地點。藉此,可根據與電池狀態相應之剩餘飛行時間或惡劣環境狀態而判斷適當之地點且適當變更著陸地點,亦可提高安全性。
如此般拍攝之圖像資訊31,自攝影裝置11經由傳送裝置12向控制裝置21發送。於控制裝置21中,自距基準位置近之位置起依序將唯一之識別資訊32賦予圖像資訊31(圖5之No.1、2、…50等),並向記憶部30發送。又,在攝影裝置11之返回移動時,自距基準位置遠之位置起依序賦予識別資訊32(圖5之No.51、…99、100等),並發送至記憶部30。
圖12係顯示與賦予圖像資訊31之識別資訊32對應之管理資訊之一例之表。
該表儲存於記憶部30,就第1行之每一識別資訊32(No.)與以下之資訊建立對應關係。
‧攝影日期(表第4行)
‧攝影對象(第2行之站點名、第3行之號機編號、第5行之葉片No)。
‧攝影對象之攝影範圍(第6行之葉片攝影位置即R軸之r=1、2、…、及第7行之攝影面a、b、c、d)
‧攝影圖像之檢查結果即損傷狀態(第8行之損傷種類、第9行之損傷級別)
例如,表第1列之管理資訊表示對作為2017年6月10日之攝影圖像而以A站點之1號機之葉片No.1為被攝體拍攝攝影位置r=1(基準位置)之攝影面a而得之圖像,分配識別資訊32=No.1。而且,作為在該攝影圖像之檢查結果中獲得之損傷狀態,附加級別2之磨耗狀態。
再者,控制裝置21對於各圖像資訊31賦予風車70具有之複數個葉片
中之每一葉片之特定資訊(葉片No)並記憶於記憶部30。經記憶之葉片No,於在控制裝置21之診斷處理中對被賦予相同之每一葉片之特定資訊之諸個圖像資訊31進行比較時被參照。
如此般,藉由就每一葉片取得圖像資訊31,而可容易地比較某號機之葉片(例如,1號機之葉片No.1)、與其他號機之葉片(2號機之葉片No.1)而活用於診斷處理。
又,為了獲得檢查結果,而預先在記憶部30儲存表示葉片73之正常狀態之正常圖像資訊33。然後,控制裝置21就同一識別資訊32每一者,對自攝影裝置11取得之此次之檢查中拍攝到之圖像資訊31、與預先準備之正常圖像資訊33進行比較。作為比較結果,在兩者不同時,控制裝置21進行將此次之檢查中拍攝到之圖像資訊31診斷為異常之診斷處理。然後,控制裝置21對於圖12之表,將損傷狀態作為診斷結果進行追加。
於以上說明之實施例1中,可設為如以下之變化例。
(變化例1)將基準位置r=1設為機艙72之附近(圖10),但亦可設為葉片73之前端。在將基準位置r=1設為葉片73之前端時,圖5之表示飛行路徑F1之箭頭、與表示飛行路徑F2之箭頭中,各個箭頭之朝向相反。即,前進移動時之飛行路徑F1自葉片73之前端向機艙72之附近移動,返回移動時自機艙72之附近向葉片73之前端移動。
(變化例2)控制裝置21可藉由在過去之特定期間取得檢查結果為正常之圖像資訊31,且基於統計方法進行學習,而產生用於評估風車70之健
全性之正常圖像資訊33。
所謂基於統計方法之學習,例如為對於在個別之攝影日期拍攝相同被攝體之相同攝影範圍而得之圖像集合,將該等之平均圖像求作學習結果之處理。藉此,即便使用者不對控制裝置21提供正常圖像資訊33,亦可根據過去之期間所取得之圖像資訊31而產生正常圖像資訊33。
[實施例2]
實施例2為用於使無人飛行體10拍攝到之圖像資訊31顯示於顯示部40之構成。
圖13係顯示實施例2之監視系統100之構成圖。對於與圖1之監視系統100相同之構成,省略其說明。圖13之監視系統100自圖1之構成追加有輸入部22、規則設定部23、及顯示控制部24。
輸入部22係供檢查者輸入使葉片73之圖像資訊31顯示於顯示部40時之畫面顯示規則等之各種資訊之輸入機構。輸入機構例如為鍵盤、滑鼠、觸控面板等。
規則設定部23將自輸入部22接收到之畫面顯示規則設定於顯示控制部24。顯示控制部24基於經設定之畫面顯示規則,使葉片73之圖像資訊31顯示於顯示部40(詳情見圖14-圖16)。
圖14係指定第1畫面顯示規則時之顯示畫面圖。
於第1畫面顯示規則201中,將在攝影面a拍攝A站點之1號機之葉片No.1而得之圖像集合指定為顯示對象,進而,亦指示與正常圖像資訊33
之比較顯示。
顯示控制部24將與第1畫面顯示規則201吻合之圖像資訊31作為圖像集合202而顯示,將與第1畫面顯示規則201吻合之正常圖像資訊33作為圖像集合203,在1個畫面200內之左右分割而顯示。
再者,畫面200內之縱向表示攝影位置(r=1、2、…),橫向表示圖像集合202之攝影日期。即,將相同之攝影位置之圖像資訊31、與正常圖像資訊33在左右對應之位置排列而顯示。
如此般,藉由比較並顯示相同之攝影面a之圖像資訊31及正常圖像資訊33,閱覽該顯示之檢查者可容易地確認出葉片73之損傷狀態。又,控制裝置21可就每一圖像資訊31區別正常抑或異常作為診斷處理之結果,並顯示於顯示部40(圖14中圖示正常之結果)。藉此,檢查者可藉由畫面200而容易理解地掌握診斷結果。
圖15係指定第2畫面顯示規則時之顯示畫面圖。
於第2畫面顯示規則211中,作為圖12之管理資訊之一部分(攝影日期、站點名、號機編號、葉片No),將2017年6月10日拍攝到之A站點之1號機之葉片No.1之圖像集合指定為顯示對象。進而,亦指定每一攝影面a~d之比較顯示。
顯示控制部24將與第2畫面顯示規則211吻合之圖像資訊31就每一攝影面a~d分開,並顯示於1個畫面210內。具體而言,顯示控制部24在畫面210內之橫向排列各個攝影面a~d,在畫面210內之縱向使葉片73之攝影位置自r=1(基準位置)起依序分割而顯示。
圖16係指定第3畫面顯示規則時之顯示畫面圖。
於第3畫面顯示規則221中,作為圖12之管理資訊之一部分(站點名、號機編號、葉片No),將拍攝A站點之1號機之葉片No.1而得之圖像集合指定為顯示對象。進而,亦指定每一攝影日期之比較顯示。
顯示控制部24將與第3畫面顯示規則221吻合之圖像資訊31就每一攝影日期分開,並顯示於1個畫面220內。具體而言,顯示控制部24在畫面220內之橫向排列各個攝影日期,在畫面220內之縱向使葉片73之攝影位置自r=1(基準位置)起依序分割而顯示。
如此般,藉由使相同之葉片73之圖像資訊31就每一時間系列分割而顯示,而檢查者可容易地確認出葉片73之損傷狀況之過程。
圖17係區別作為檢查結果為正常抑或異常時之顯示畫面圖。
於圖15中,例示所有顯示圖像為正常之情形,但亦有僅於一部分之顯示圖像顯現有損傷之情形。該情形下,顯示控制部24可對於每一識別資訊32之圖像資訊31,將損傷之說明資訊一併顯示。
顯示控制部24將在不同之時刻拍攝相同之葉片73之相同之攝影位置而得之圖像資訊31作為畫面230內之第1顯示231橫向排列而顯示。於各顯示圖像之下方,顯示2018/4/1等之攝影日、正常或異常之診斷結果、異常時之損傷程度(1%~100%,數值愈大則損傷愈嚴重)。此處,在2018/4/1為正常之葉片73,在2018/10/1產生輕度之損傷231a,在2019/4/1損傷程
度向重度之損傷231b進展。
因此,控制裝置21對於作為診斷處理之結果為異常之圖像資訊31將相同之攝影位置之圖像資訊按照時間系列記憶於記憶部30,藉由對按照該時間系列記憶之相同之攝影位置之圖像資訊31進行比較,而算出損傷狀態之進展程度。
顯示控制部24將在相同之時刻拍攝不同之葉片73之對應之攝影位置(例如r=5)而得之圖像資訊31作為畫面230內之第2顯示232橫向排列而顯示。
此處,藉由A站點1號機之損傷232a、與X站點N號機之損傷232b,而發現同樣之損傷。如此般,藉由第1顯示231或第2顯示232,而可容易地掌握葉片整體之中之損傷部位。
於以上說明之實施例2中,於將相同之葉片73之圖像資訊31沿著攝影位置(r=1、2、…)沿縱向排列而顯示之畫面中,亦可排列在橫向上有益之比較對象並使檢查者比較。藉此,可在1個畫面內有效率地實現發現損傷等之檢查。
10:無人飛行體
11:攝影裝置
12:傳送裝置
13:馬達驅動部
21:控制裝置
30:記憶部
31:圖像資訊
32:識別資訊
33:正常圖像資訊
40:顯示部
70:風車(風力發電設備)
100:監視系統
Claims (9)
- 一種監視系統,其特徵在於基於拍攝風力發電設備而得之圖像資訊,檢查前述風力發電設備,且具備:攝影裝置,其拍攝構成前述風力發電設備之葉片之前述圖像資訊;控制裝置,其以使前述攝影裝置拍攝前述圖像資訊之方式進行控制,且將拍攝到之前述圖像資訊及對於該圖像資訊之診斷處理之結果記憶於記憶部;及顯示部,顯示前述診斷處理之結果;並且前述控制裝置係:藉由將拍攝前述葉片之前述圖像資訊時之攝影參數資訊指示給前述攝影裝置,而基於特定之相隔距離與攝影面與攝角對焦之攝影位置而使前述攝影裝置自律地移動,使前述攝影裝置拍攝前述葉片之前述圖像資訊,前述攝影參數資訊係:將對於前述葉片之長度方向即R軸為垂直之平面設為R剖面時,包含:在R剖面上的自前述攝影裝置至前述葉片之距離即前述特定之相隔距離、及自前述攝影裝置向前述葉片拍攝時之前述攝影面及前述攝角,對預先記憶於前述記憶部之表示前述葉片之正常狀態之正常圖像資訊、與在此次之檢查中拍攝到之前述圖像資訊進行比較,在雙方不同時進行將此次之檢查中拍攝到之前述圖像資訊設為異常之前述診斷處理,就每一前述圖像資訊區別正常抑或異常作為前述診斷處理之結果,並且在為異常時就前述葉片之磨耗狀態或前述葉片之剝離狀態進行損傷種類的分類,將該分類結果作為第1畫面顯示而顯示於前述顯示部,對於作為前述診斷處理之結果為異常之前述圖像資訊將相同之攝影 位置之圖像資訊按照時間系列記憶於前述記憶部,藉由對按照該時間系列記憶之相同之攝影位置之前述圖像資訊進行比較,而算出損傷狀態即前述損傷種類之進展程度,且使該進展程度作為第2畫面顯示而顯示於前述顯示部,對於各前述圖像資訊賦予前述風力發電設備具有之複數個前述葉片中之每一前述葉片之特定資訊並記憶於前述記憶部,在前述診斷處理中對被賦予相同之每一前述葉片之特定資訊之諸個前述圖像資訊進行比較,並且將該比較結果作為第3畫面顯示而顯示於前述顯示部;前述顯示部以一個畫面同時顯示前述第1畫面顯示、前述第2畫面顯示、及前述第3畫面顯示。
- 如請求項1之監視系統,其中前述攝影裝置於移動至攝影位置且以指示之攝角拍攝前述葉片之步序中,在連續拍攝第1圖像資訊與第2圖像資訊時,移動至如在第1攝影範圍與第2攝影範圍之間不產生前述葉片之未拍攝部分之攝影位置。
- 如請求項1之監視系統,其中前述控制裝置將複數個前述攝影面包含於前述攝影參數資訊並指示給前述攝影裝置,前述攝影裝置自前述葉片之第1端部至對向之第2端部一面沿著前述R軸方向移動一面連續拍攝第1攝影面,其後,在自前述葉片之第2端部至第1端部一面沿著前述R軸方向移動一面連續拍攝第2攝影面。
- 如請求項3之監視系統,其中前述控制裝置對於各前述圖像資訊賦予 表示自前述葉片之第1端部至第2端部之前述R軸方向之位置資訊之攝影位置、及就每一攝影順序而編號之識別資訊,並記憶於前述記憶部。
- 如請求項1之監視系統,其中前述控制裝置將複數個前述攝影面包含於前述攝影參數資訊並指示給前述攝影裝置,前述攝影裝置在前述R剖面上一面在前述葉片之周圍迴轉一面連續拍攝複數個前述攝影面,且一面沿著向前述葉片之前述R軸方向移動之螺旋狀之飛行路徑移動一面拍攝。
- 如請求項5之監視系統,其中前述控制裝置將用於拍攝複數個前述攝影面之各攝影位置設定於在前述R剖面上在前述葉片之旋轉方向之範圍外。
- 如請求項1之監視系統,其中前述控制裝置藉由在過去之特定期間取得檢查結果為正常之前述圖像資訊,且基於統計方法進行學習,而產生用於評估前述風力發電設備之健全性之前述正常圖像資訊。
- 如請求項1之監視系統,其中前述攝影裝置及傳送裝置搭載於無人飛行體,在前述無人飛行體為飛行狀態下前述攝影裝置將拍攝前述葉片而得之前述圖像資訊,自前述傳送裝置傳送至前述控制裝置。
- 一種監視方法,其特徵在於基於拍攝風力發電設備而得之圖像資 訊,檢查前述風力發電設備,且監視系統具備攝影裝置、控制裝置、及顯示部,前述攝影裝置拍攝構成前述風力發電設備之葉片之前述圖像資訊,前述控制裝置係:以使前述攝影裝置拍攝前述圖像資訊之方式進行控制,且將拍攝到之前述圖像資訊及對於該圖像資訊之診斷處理之結果記憶於記憶部,藉由將拍攝前述葉片之前述圖像資訊時之攝影參數資訊指示給前述攝影裝置,而基於特定之相隔距離與攝影面與攝角對焦之攝影位置而使前述攝影裝置自律地移動,使前述攝影裝置拍攝前述葉片之前述圖像資訊,前述攝影參數資訊係:將對於前述葉片之長度方向即R軸為垂直之平面設為R剖面時,包含:在R剖面上的自前述攝影裝置至前述葉片之距離即前述特定之相隔距離、及自前述攝影裝置向前述葉片拍攝時之前述攝影面及前述攝角,對預先記憶於前述記憶部之表示前述葉片之正常狀態之正常圖像資訊、與在此次之檢查中拍攝到之前述圖像資訊進行比較,在雙方不同時進行將此次之檢查中拍攝到之前述圖像資訊設為異常之前述診斷處理,就每一前述圖像資訊區別正常抑或異常作為前述診斷處理之結果,並且在為異常時就前述葉片之磨耗狀態或前述葉片之剝離狀態進行損傷種類的分類,將該分類結果作為第1畫面顯示而顯示於前述顯示部,對於作為前述診斷處理之結果為異常之前述圖像資訊將相同之攝影位置之圖像資訊按照時間系列記憶於前述記憶部,藉由對按照該時間系列記憶之相同之攝影位置之前述圖像資訊進行比較,而算出損傷狀態即前述損傷種類之進展程度,且使該進展程度作為第2畫面顯示而顯示於前述顯 示部,對於各前述圖像資訊賦予前述風力發電設備具有之複數個前述葉片中之每一前述葉片之特定資訊並記憶於前述記憶部,在前述診斷處理中對被賦予相同之每一前述葉片之特定資訊之諸個前述圖像資訊進行比較,並且將該比較結果作為第3畫面顯示而顯示於前述顯示部;前述顯示部,以一個畫面同時顯示前述第1畫面顯示、前述第2畫面顯示、及前述第3畫面顯示。
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