WO2013145823A1 - ワイヤロープ検査装置 - Google Patents

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WO2013145823A1
WO2013145823A1 PCT/JP2013/051324 JP2013051324W WO2013145823A1 WO 2013145823 A1 WO2013145823 A1 WO 2013145823A1 JP 2013051324 W JP2013051324 W JP 2013051324W WO 2013145823 A1 WO2013145823 A1 WO 2013145823A1
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WO
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wire rope
camera
light source
video
state analysis
Prior art date
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PCT/JP2013/051324
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English (en)
French (fr)
Inventor
清高 渡邊
敬太 望月
敬秀 平井
関　真規人
鹿井　正博
隆史 平位
研二 芹澤
哲明 福世
Original Assignee
三菱電機株式会社
三菱電機ビルテクノサービス株式会社
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Publication date
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/95—Investigating the presence of flaws or contamination characterised by the material or shape of the object to be examined
    • G01N21/952—Inspecting the exterior surface of cylindrical bodies or wires
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/08—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring diameters
    • G01B11/10—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring diameters of objects while moving
    • G01B11/105—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring diameters of objects while moving using photoelectric detection means
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/24—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures
    • G01B11/2433—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures for measuring outlines by shadow casting
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T2207/00—Indexing scheme for image analysis or image enhancement
    • G06T2207/30—Subject of image; Context of image processing
    • G06T2207/30108—Industrial image inspection

Definitions

  • the present invention relates to a wire rope inspection apparatus.
  • a light projecting unit for irradiating a laser beam and a light receiving unit for receiving light that has passed through the wire rope are respectively arranged at positions facing each other with the wire rope interposed therebetween.
  • An inspection device that travels and measures the diameter of the entire length of the wire rope has been proposed (for example, Patent Document 1).
  • Patent Document 2 in an inspection apparatus using a method of irradiating a wire rope with light and capturing the reflected light with a camera, an operator can confirm a video recorded by imaging.
  • the measurement accuracy may be lowered. That is, for example, when the surface of the wire rope is soiled with oil or the like, or when the wire rope has a metallic luster, the light reflected from the wire rope is uneven or uneven. As a result, there is a problem that it is difficult to accurately extract only the portion where the rope is reflected from the captured image.
  • the fact that the wire rope has a cylindrical shape and that shadows are generated by the strands and strands constituting the wire rope also make it difficult to extract the wire rope outline. Furthermore, when an object is present at a position facing the camera across the wire rope, or when external light is present in the measurement environment, there is a problem that the accuracy of extracting the outline of the wire rope is reduced.
  • the present invention has been made to solve such problems, and an object of the present invention is to provide a wire rope inspection apparatus capable of inspecting a wire rope with higher accuracy than in the past.
  • the present invention is configured as follows. That is, the wire rope inspection device according to one aspect of the present invention is arranged so as to face a camera that continuously captures a moving wire rope as an image and the camera with the wire rope interposed therebetween. A surface light source that emits light, a state analysis device that analyzes the state of the wire rope from the wire rope image captured by the camera, and an analysis result display that displays the analysis result analyzed by the state analysis device And a device.
  • the camera captures a shadow formed by the light irradiated from the surface light source being blocked by the wire rope. Even when there is a metal reflection or the like, the wire rope region can be stably extracted from the image of the wire rope. Therefore, the wire rope can be analyzed with higher accuracy than in the past.
  • FIG. 1 It is a block diagram of the wire rope inspection apparatus by Embodiment 1 of this invention. It is a perspective view of the wire rope inspection apparatus which shows the positional relationship of the wire rope with which the wire rope inspection apparatus shown in FIG. 1 is equipped, a camera, and a surface light source. It is the schematic diagram which showed an example of the image
  • FIG. 2 is a schematic diagram showing an example in which a state analysis device and an analysis result display device provided in the wire rope inspection device shown in FIG. 1 are configured by a general-purpose computer, and an analysis result is displayed by a program operating on the computer.
  • It is a block diagram of the wire rope inspection apparatus by Embodiment 3 of this invention. It is the schematic diagram which showed an example of the image
  • FIG. 8 is a schematic diagram showing an example in which the state analysis device and the analysis result display device provided in the wire rope inspection device shown in FIG.
  • FIG. 7 are configured by a general-purpose computer, and the analysis result is displayed by a program operating on the computer.
  • FIG. 16 is a schematic diagram illustrating an example in which the state analysis device and the analysis result display device included in the wire rope inspection device illustrated in FIG. 15 are configured by a general-purpose computer, and the analysis result is displayed by a program operating on the computer.
  • FIG. 6 is a block diagram for explaining functions of a state analysis device provided in the wire rope inspection device according to the first to fourth embodiments of the present invention.
  • wire rope inspection apparatus according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
  • the same or similar components are denoted by the same reference numerals.
  • the wire rope inspection apparatus of each following embodiment although the wire rope in an elevator is taken as an example as an example of a wire rope, of course, it is not limited to this.
  • FIG. 1 shows a configuration of a wire rope inspection apparatus 101 according to the first embodiment.
  • the wire rope inspection device 101 includes a camera 120, a surface light source 130, a state analysis device 150, and an analysis result display device 160 as basic components.
  • the configuration illustrated in FIG. 1 further includes a video recording device 140, a diffusion plate 135, and a louver 170. These components will be described below.
  • FIG. 2 is a view showing the positional relationship between the wire rope 1, the camera 120, and the surface light source 130 provided in the wire rope inspection apparatus 101.
  • the camera 120 and the surface light source 130 are provided at positions facing each other with the wire rope 1 to be inspected in between, and the surface light source 130 irradiates the wire rope 1 and the camera 120 with light. Therefore, when viewed from the camera 120 side, the surface light source 130 is located on the back side of the wire rope 1. With this arrangement, the camera 120 shoots the video while running the wire rope 1.
  • the video data of the wire rope 1 photographed by the camera 120 is stored in the video recording device 140.
  • the state analysis device 150 reads the video data recorded in the video recording device 140, analyzes the captured video of the wire rope 1, and analyzes the state of the wire rope 1 including the quality of the wire rope 1 as a result thereof. 160.
  • the state of the wire rope 1 refers to, for example, the outer diameter of the wire rope 1, the presence or absence of rust on the surface of the wire rope 1, the presence or absence of a broken wire of the wire rope 1.
  • the state analyzed by the state analyzer 150 is not limited to these physical quantities and physical phenomena, but includes general physical quantities and physical phenomena related to the strength and aging of the wire rope. These components will be described in more detail below.
  • the camera 120 is in such a posture that the horizontal line in the image sensor is perpendicular to the longitudinal direction of the wire rope 1 and at an angle of view that includes the wire rope 1 and the surface light source 130 provided behind it in the field of view. Be placed. By arranging in this manner, the camera 120 simultaneously captures the shadow formed by the light irradiated from the surface light source 130 being blocked by the wire rope 1 and the light directly incident on the camera 120 from the surface light source 130. It becomes.
  • a diffusion plate 135 is further arranged between the wire rope 1 and the surface light source 130 so that the light emitted from the surface light source 130 passes through the diffusion plate 135 and is applied to the wire rope 1 and the camera 120. Also good. Further, a louver 170 may be further disposed between the wire rope 1 and the diffusion plate 135 so that light emitted from the surface light source 130 passes through the louver 170 and is irradiated to the wire rope 1 and the camera 120. .
  • the louver 170 is a filter for controlling the traveling direction of light, and is arranged so as to be orthogonal to the optical axis of the camera 120.
  • the diffusing plate 135 and the louver 170 are preferably used at the same time, but may be configured to include only one of them.
  • FIG. 3 is a schematic diagram illustrating an example of an image captured by the camera 120. Since light is irradiated from the surface light source 130 toward the wire rope 1 and the camera 120, the area 1A that is blocked by the wire rope 1 and becomes a shadow appears dark as shown in the center portion of FIG. On the other hand, the portion 130A where the light from the surface light source 130 directly enters the camera 120 appears bright as the left and right portions of FIG. 3 is a conceptual diagram when an area camera is used as the camera 120, the wire rope inspection apparatus 101 is not limited to an area camera but may be a line camera.
  • FIG. 3 is a diagram when one camera 120 captures an image of one wire rope 1.
  • the cameras are arranged so that a plurality of wire ropes 1 are within one field of view. 120 may be arranged, the state analysis device 150 may simultaneously analyze the plurality of wire ropes 1, and the results may be simultaneously displayed on the analysis result display device 160.
  • the video recording device 140 is a device that records video data of the traveling wire rope 1 photographed by the camera 120.
  • a video recording device 140 may be built in either the camera 120 or the state analysis device 150, or may be removable from the camera 120 and the state analysis device 150. Good.
  • the form connected with the camera 120 and the state analysis apparatus 150 with a cable may be sufficient.
  • a recording medium such as a hard disk, a non-volatile memory, an optical disk, or a video tape can be used as the video recording device 140.
  • the state analysis device 150 sequentially reads the captured video data of the wire rope 1 recorded in the video recording device 140 for each frame, and performs an analysis process of the state of the wire rope 1. The result of the analysis process is displayed on the analysis result display device 160.
  • the state analysis device 150 is actually implemented using a computer, and will be described in detail in the state analysis operation description part of the wire rope 1 described below.
  • Software programs corresponding to each analysis function and the execution thereof are executed. It is composed of hardware such as a CPU (Central Processing Unit) and a memory.
  • the computer preferably corresponds to a microcomputer incorporated in the wire rope inspection apparatus 101, but a stand-alone personal computer can also be used.
  • the analysis result display device 160 is configured by the same computer as the state analysis device 150, for example, and a display of this computer can be used. Of course, a separate display may be used.
  • the video recording device 140 may be omitted from the configuration shown in FIG. 1 when it is not necessary to record video from the camera 120 or to reproduce the recorded video later.
  • the camera 120 is directly connected to the state analysis device 150, and the state analysis device 150 sequentially analyzes video signals transmitted from the camera 120 in real time.
  • the state analysis device 150 includes a rope region extraction unit 151, a display region extraction unit 152, a travel distance information recognition unit 153, a travel distance, as shown in FIG.
  • Each component includes a distance information output unit 154, a rope diameter acquisition unit 155, a rust detection unit 156, and a strand break detection unit 157.
  • Such a state analysis device 150 is actually realized by using a computer as described above, and each of the components 151 to 157 includes software (program) corresponding to each function and It is comprised from hardware, such as CPU and memory for performing.
  • the program includes not only a program that can be directly executed by a computer but also a program that can be executed by being read via a communication line and installed in a hard disk or the like. Also included are those that are compressed or encrypted.
  • the state analysis device 150 reads the image data captured and recorded by the camera 120 from the video recording device 140 (step S11), and sequentially executes the following processing for each frame of the image data.
  • the state analysis device 150 uses the rope region extraction unit 151 to capture a portion 130A (FIG. 3) in which the surface light source 130 is captured of one frame of imaging data based on the optical characteristics of the surface light source 130, and a wire. It isolate
  • the optical characteristics refer to characteristic values such as the color (wavelength characteristics) of emitted light from the surface light source 130 and its intensity (luminance), for example.
  • step S12 The operation of extracting the region 1A of the wire rope 1 in step S12 will be described in more detail.
  • an example of processing for extracting the region 1A of the wire rope 1 based on the intensity (luminance) of light is shown.
  • the rope region extraction unit 151 of the state analysis device 150 creates a luminance histogram as shown in FIG. In the created histogram, two large peaks are generated. In FIG. 5, the peak that appears in the dark portion corresponds to the portion that appears dark due to the shadow of the wire rope 1, and the peak that appears in the bright portion corresponds to the portion that appears bright due to the light emitted from the surface light source 130. Each corresponds.
  • the rope region extraction unit 151 uses this histogram to calculate a threshold value for distinguishing between the region 1A of the wire rope 1 and the region 130A of the surface light source 130.
  • the threshold calculation method for example, a discriminant analysis method, a mode method, or the like can be used. Then, a pixel whose luminance is higher than the obtained threshold is identified as the region 130A of the surface light source 130, and a small pixel is identified as the region 1A of the wire rope 1.
  • the procedure for generating a histogram from the video and automatically determining the threshold value is exemplified, but a predetermined fixed value may be used as the threshold value.
  • the state analysis device 150 measures the width of the extracted region 1A of the wire rope 1 at the rope diameter acquisition unit 155 (step S13).
  • the unit for obtaining the width of the region 1A on the image is the number of pixels. Therefore, a conversion coefficient (actual dimension per pixel) between the number of pixels and the actual dimension of the rope 1 is set in the rope diameter acquisition unit 155.
  • the rope diameter acquisition part 155 calculates the actual dimension of the diameter of the wire rope 1 from the extracted pixel count of the width
  • the method of obtaining the actual dimension of the wire rope 1 from the number of pixels is not limited to the method using the conversion coefficient described above, and other known methods can be adopted, for example, using a table. .
  • the actual dimension of the acquired diameter of the wire rope 1 is output as data (step S14).
  • the output form display on a screen, storage in a file format, printing to a printer, and the like are possible.
  • the diameter can be measured over the entire length of the wire rope 1 and the result can be obtained.
  • the analysis result display device 160 is actually implemented using a computer as described above, and software (programs) corresponding to the following functions and a CPU (central processing unit) for executing the software (program). And hardware such as memory.
  • functions of the analysis result display device 160 include a recorded video display unit 161, a video file designation unit 162, a conversion coefficient input unit 163, a wire rope diameter measurement result display unit 164, a wire rope diameter graph display unit 165, and an operation unit 166.
  • a travel distance display unit 167 (Embodiment 4) and a rust ratio display unit 168 (Embodiment 4) are provided.
  • FIG. 6 shows that the functions of both the state analysis device 150 and the analysis result display device 160 are configured by a single general-purpose computer, the wire rope 1 is analyzed by a software program on this computer, and the results are displayed. An example is shown. Prior to performing the analysis process, the above-described conversion coefficient between the number of pixels and the actual size is input in advance to the conversion coefficient input unit 163 in the display (analysis result display device 160).
  • the video file designation unit 162 designates a video file recorded in the video recording device 140 to be analyzed. Due to this designation, the video file designation unit 162 actually reads the designated video file from the video recording device 140. The video of the read video file is reproduced and displayed by the recorded video display unit 161. Further, the wire rope diameter is measured from the read video file according to the procedure described above. The measurement result is displayed as a line graph by the wire rope diameter graph display unit 165. Further, when the operator operates the operation unit 166, the video displayed on the recorded video display unit 161 can be reproduced, paused, fast-forwarded, or rewound.
  • the current position display 165d in the wire rope diameter graph display unit 165 moves left and right.
  • the wire rope diameter graph display unit 165 also has a function as a synchronous display unit. Further, the measurement result of the corresponding wire rope diameter is synchronously displayed by the wire rope diameter measurement result display unit 164.
  • the camera 120 captures a shadow formed by the light irradiated from the surface light source 130 being blocked by the wire rope 1.
  • 101 can stably extract the region 1A of the wire rope 1 from the image even if the surface of the wire rope 1 has, for example, oil stains or metallic reflections of strands. Therefore, according to the wire rope inspection apparatus 101, it is possible to execute a wire rope analysis with higher accuracy than in the past.
  • the surface light source 130 when the surface light source 130 is provided with the diffusion plate 135, the surface light source 130 becomes a surface light source having a uniform brightness distribution. Therefore, in the luminance histogram of the photographed image, the respective luminance distributions of the wire rope region 1A and the background region (the portion where the surface light source is reflected) 130A are clearly separated. Therefore, by providing the diffusion plate 135, the stability of the extraction process of the wire rope region 1A can be improved.
  • the louver 170 is provided between the wire rope 1 and the surface light source 130, the light emitted from the surface light source 130 toward the camera 120 becomes parallel light. Therefore, the wraparound of light generated near the boundary between the shadow of the wire rope 1 and the background is suppressed. Therefore, since an image in which the contrast between the shadow and the background of the wire rope 1 is emphasized can be taken, the louver 170 is provided in the wire rope region 1A in the same manner as the effect of the configuration including the diffusion plate 135. The stability of the extraction process can be improved.
  • the surface light source 130 shown in FIG. 1 may be a monochromatic light source.
  • a monochromatic light source is useful. That is, when the camera 120 captures the wire rope 1 in a state where ambient light has hit the surface of the wire rope 1, the shadow portion of the wire rope 1 appears bright, and the shadow portion and the background portion, that is, the light portion from the light source The difference between light and dark becomes smaller. As a result, there is a possibility that the accuracy of extracting the region 1A of the wire rope 1 is lowered in the processing by the state analysis device 150.
  • the surface light source 130 by using monochromatic light having optical characteristics different from the reflected light due to disturbance light as the surface light source 130, the above-described possibility of a decrease in accuracy can be suppressed.
  • the reflected light from the wire rope 1 is rarely green light or blue light. Therefore, as the surface light source 130, monochromatic light of green light or blue light is used. Is effective.
  • the state analysis device 150 may perform the operation of extracting the region 1A of the wire rope 1 (step S12 in FIG. 4) according to the following procedure. That is, for each pixel in the frame of the captured image, the state analysis device 150 determines that the pixel is the background if the intensity of green light is sufficiently large and the intensity of red light and blue light is sufficiently small compared to the intensity of green light. On the other hand, if not, it is determined to be the region 1A of the wire rope 1. Similar to the procedure described in the first embodiment, the threshold for this determination may be automatically calculated from a histogram, or may be a predetermined fixed value.
  • the state analysis device 150 can easily identify the region 1A of the wire rope 1 and the region 130A of the surface light source 130, and extract the wire rope region 1A. To improve accuracy.
  • the image sensor of the camera 120 is a single-plate type with a Bayer pattern
  • the number of green light receiving pixels is twice that of the red light and blue light receiving pixels, and thus the sensitivity to green light is high. Therefore, in this case, it is preferable to use a green monochromatic light source as the surface light source 130.
  • the light of the surface light source 130 and the region 1A of the wire rope 1 can be photographed with high sensitivity and high resolution, and the accuracy of analysis processing in the state analysis device 150 can be improved.
  • FIG. 7 shows a configuration diagram of the wire rope inspection apparatus 103 according to the third embodiment.
  • the wire rope inspection apparatus 103 employs a configuration in which a display 180 is additionally arranged between the wire rope 1 and the surface light source 130 in the wire rope inspection apparatus 101 of the first embodiment.
  • the display 180 is installed at a position that falls within the field of view of the camera 120 and displays information related to the travel distance of the wire rope 1. This information is, for example, the number of rotations of the electric motor that drives the wire rope 1, the elapsed time from the start of rotation, and the like.
  • Other configurations are the same as those of the wire rope inspection apparatus 101, and a description thereof is omitted here.
  • FIG. 8 is a schematic diagram illustrating an example of an image captured by the camera 120 in a state where the display 180 is disposed.
  • the display 180 shows a case where the travel distance information of the wire rope 1 is displayed as a number, but the travel distance information may be displayed by a space code such as a barcode.
  • the information displayed on the display 180 and the wire rope 1 can be simultaneously photographed and recorded by the wire rope inspection device 103, so that the analysis result of the wire rope 1 and this The position in the wire rope 1 corresponding to the analysis result can be confirmed while associating later.
  • the state analysis device 150 may automatically recognize information displayed on the display 180.
  • a space code such as a bar code instead of displaying characters on the display 180 in order to facilitate the recognition process in the state analysis device 150.
  • FIG. 9 shows a case where the state analysis device 150 recognizes the travel distance information displayed on the display 180 in the video in parallel with the process of measuring the diameter of the wire rope 1 in the above-described steps S12 to S14.
  • the flow of processing of the state analysis device 150 is shown.
  • the display area extraction unit 152 (FIG. 16) of the state analysis device 150 extracts the region where the display 180 is displayed from the frame (step S22), and the travel distance information recognition unit 153 (FIG. 16) of the state analysis device 150. 16) recognizes the travel distance information displayed on the display 180 (step S23).
  • the travel distance information output unit 154 (FIG. 16) of the state analysis device 150 outputs the recognized travel distance information as data (step S24).
  • FIG. 10 illustrates a display example by the analysis result display device 160 in the wire rope inspection device 103 according to the third embodiment.
  • the recorded video display unit 161 displays the video of the read video file as described above, and display information on the display 180 is also displayed in this embodiment.
  • FIG. 10 shows an example of a screen when the recognition result of the travel distance of the wire rope 1 is displayed in synchronization with the video of the wire rope 1 in the analysis result display device 160 in the present embodiment.
  • the analysis result display device 160 is provided with a display information display unit 167 on the display 180.
  • the display unit 167 displays the travel distance information of the wire rope 1 on the recorded video display unit 161. Change the display synchronously.
  • the wire rope inspection apparatus 103 is configured in such a manner that the width information and the travel distance information of the wire rope 1 are assembled with each frame of the image of the wire rope 1. Can be output as electronic data. Therefore, the confirmation work when an abnormal measurement result is obtained can be easily and quickly performed.
  • FIG. 11 illustrates the configuration of the wire rope inspection device 104 according to the fourth embodiment of the present invention.
  • the difference from the wire rope inspection apparatus 103 in the third embodiment is that a light source 190 for irradiating light to the wire rope 1 from the camera 120 side is further provided in the vicinity of the camera 120.
  • the light source 190 is arranged such that light is also applied to the side surface portion of the wire rope 1.
  • the other configuration is the same as that of the wire rope inspection device 103, and the description thereof is omitted here.
  • FIG. 12 is a schematic diagram showing an example of an image captured by the camera 120 in the configuration of the fourth embodiment of the present invention. Since the light source 190 is provided, light is also applied to the front surface of the wire rope 1 when viewed from the camera 120, so that the surface of the wire rope 1 can be photographed by the camera 120.
  • the light source 190 emits white light and the surface light source 130 emits green light. Further, the state analysis device 150 of the wire rope inspection device 104 separates the background, that is, the green light of the surface light source 130 from the inside of the image by the same procedure as described in the second embodiment, and thereby the region of the wire rope 1. Extract 1A.
  • the state analysis device 150 of the wire rope inspection device 104 is capable of analyzing the surface of the wire rope 1.
  • a rust detection unit 156 that detects a rust region can be provided. For example, when irradiating the wire rope 1 with white light from the light source 190 and photographing the reflected light with the camera 120, the reflected light of the rust portion of the wire rope 1 has a reddish color. Therefore, by setting the range of the feature amount of the color determined to be rust in the rust detection unit 156 in advance, the rust detection unit 156 compares the range with the color of the reflected light, so that the rust detection unit 156 Extract the rust area.
  • the state analysis device 150 of the wire rope inspection device 104 can include a strand break detection unit 157 that detects the strand break of the wire rope 1.
  • FIG. 13 shows an example of an image of the wire rope 1 in which a strand break is present. In the normal wire rope 1, a regular periodic texture is obtained. On the other hand, when the strand break occurs, discontinuous points are generated as indicated by 1 c in FIG. 13. Using this, the strand break detection unit 157 analyzes the periodicity of the texture, and determines that the portion where the irregular portion is found is broken.
  • FIG. 14 shows a processing flow of the state analysis device 150 in the wire rope inspection device 104 of the fourth embodiment.
  • the rust detection unit 156 extracts the rust region in the region (step S33) and outputs the information on the rust position (step S34).
  • the strand break detection unit 157 detects the strand break in the wire rope region 1A (step S43) and outputs information on the strand break position (step S44). .
  • FIG. 15 is a diagram showing an example in which the state analysis device 150 and the analysis result display device 160 included in the wire rope inspection device 104 are configured by a general-purpose computer, and the analysis result is displayed by a program operating on the computer.
  • the position where rust is detected is rounded as shown by 11b, and the position where the broken wire is detected is highlighted by being circled as shown by 11c.
  • the ratio of the rust detection region to the entire wire rope region 1A is displayed as a line graph 165b and the broken wire detection position is displayed as a circle like 165c.
  • the ratio of the rust detection area is numerically displayed on the rust ratio display portion 168 in synchronization with the reproduction of the video.
  • the ratio of rust is the ratio of the size (number of pixels) of the rust detection region to the size (number of pixels) of the wire rope region 1A in the frame.
  • the recorded image of the wire rope 1 can be reproduced later, and the state of the surface of the wire rope 1 can be visually confirmed. Furthermore, it is possible to easily check the occurrence of rust and wire breakage of the wire rope 1 by video analysis.

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Abstract

走行するワイヤロープ１を映像として連続撮影するカメラ１２０と、ワイヤロープを間に挟んでカメラに対向して配置されワイヤロープ及びカメラに向けて光を照射する面光源１３０と、カメラにて撮像されたワイヤロープの映像からワイヤロープ状態の解析を行う状態解析装置１５０と、状態解析装置で解析された解析結果を表示する解析結果表示装置１６０とを備えた。

Description

ワイヤロープ検査装置
　本発明は、ワイヤロープの検査装置に関する。
　従来のワイヤロープ検査装置として、ワイヤロープを間に挟んで対向する位置に、レーザー光を照射する投光部と、ワイヤロープを通過した光を受光する受光部とをそれぞれ配置し、ワイヤロープを走行させてワイヤロープ全長の径を測定する検査装置が提案されている（例えば特許文献１）。
　また、カメラを使用したワイヤロープ検査装置として、ワイヤロープに対して照射した光のワイヤロープでの反射光をカメラで撮像することにより、ワイヤロープの検査を行う装置が提案されている（例えば特許文献２）。
特開平１１－３２５８４４号公報 特開２０１１－１３２０１０号公報
　上記特許文献１のように、レーザー光を用いた方式のロープ検査装置では、計測結果として得られるものは、単に、ワイヤロープ全長にわたるワイヤロープ径のデータである。よって、例えばワイヤロープ径が異常に細くなっているという計測データが確認された場合、その状況や原因の詳細を探索するためには、その異常と思われる位置までロープを実際に走行させて、その部分を作業者が目視で確認せざるを得ないという問題がある。
　一方、上記特許文献２のように、ワイヤロープに光を照射し、その反射光をカメラで撮像する方式による検査装置では、撮像により記録された映像を作業者が確認できることから、特許文献１における問題は解決される。
　しかしながら、特許文献２のような方式でワイヤロープの径を計測した場合、計測精度が低下する場合がある。即ち、例えばワイヤロープの表面が油などで汚れている場合や、ワイヤロープの素線で金属光沢が存在する場合には、ワイヤロープからの反射光に明暗のむらや、ばらつきが発生する。その結果、撮像した映像の中から、ロープが写っている部分のみを精度良く抽出することが困難となるという問題がある。
　さらに、ワイヤロープが円柱型の形状をしていることや、ワイヤロープを構成するストランドや素線により影が生じることも、ワイヤロープ輪郭の抽出を難しくする要因となる。さらにまた、ワイヤロープを挟んでカメラと対向する位置に物体が存在する場合や、測定環境に外光が存在する場合には、ワイヤロープの輪郭の抽出精度が低下するという問題がある。
　本発明は、このような問題点を解決するためになされたもので、従来に比べて高精度にてワイヤロープの検査を実行可能なワイヤロープ検査装置を提供することを目的とする。
　上記目的を達成するため、本発明は以下のように構成する。
　即ち、本発明の一態様におけるワイヤロープ検査装置は、走行するワイヤロープを映像として連続撮影するカメラと、前記ワイヤロープを間に挟んで前記カメラに対向して配置され、ワイヤロープ及びカメラに向けて光を照射する面光源と、前記カメラにて撮像されたワイヤロープの映像からワイヤロープの状態の解析を行う状態解析装置と、前記状態解析装置で解析された解析結果を表示する解析結果表示装置と、を備えたことを特徴とする。
　本発明の一態様におけるワイヤロープ検査装置によれば、カメラは、面光源から照射された光がワイヤロープによって遮られてできる影を撮影することから、ワイヤロープの表面に例えば油汚れや素線の金属反射等がある場合であっても、ワイヤロープの映像から安定してワイヤロープの領域を抽出することができる。よって、従来に比べて高精度にてワイヤロープの解析を実行することが可能である。
本発明の実施の形態１によるワイヤロープ検査装置の構成図である。 図１に示すワイヤロープ検査装置に備わるワイヤロープ、カメラ、及び面光源の位置関係を示すワイヤロープ検査装置の斜視図である。 図１に示すワイヤロープ検査装置に備わるカメラによって撮影される映像の一例を示した模式図である。 図１に示すワイヤロープ検査装置に備わる状態解析装置が実行する処理動作を示すフローチャートである。 図１に示すワイヤロープ検査装置に備わる状態解析装置が作成するヒストグラムの例を示した模式図である。 図１に示すワイヤロープ検査装置に備わる状態解析装置及び解析結果表示装置を汎用コンピュータで構成し、該コンピュータ上で動作するプログラムにより解析結果を表示させた一例を示す模式図である。 本発明の実施の形態３によるワイヤロープ検査装置の構成図である。 図７に示すワイヤロープ検査装置に備わるカメラによって撮影される映像の一例を示した模式図である。 図７に示すワイヤロープ検査装置に備わる状態解析装置が実行する処理動作を示すフローチャートである。 図７に示すワイヤロープ検査装置に備わる状態解析装置及び解析結果表示装置を汎用コンピュータで構成し、該コンピュータ上で動作するプログラムにより解析結果を表示させた一例を示す模式図である。 本発明の実施の形態４によるワイヤロープ検査装置の構成図である。 図１１に示すワイヤロープ検査装置に備わるカメラによって撮影される映像の一例を示した模式図である。 図１１に示すワイヤロープ検査装置に備わるカメラにて、素線切れが存在するワイヤロープを撮影した映像の一例を示した模式図である。 図１１に示すワイヤロープ検査装置に備わる状態解析装置が実行する処理動作を示すフローチャートである。 図１５に示すワイヤロープ検査装置に備わる状態解析装置及び解析結果表示装置を汎用コンピュータで構成し、該コンピュータ上で動作するプログラムにより解析結果を表示させた一例を示す模式図である。 本発明の実施の形態１～４におけるワイヤロープ検査装置に備わる状態解析装置の機能を説明するためのブロック図である。
　本発明の実施形態であるワイヤロープ検査装置について、図を参照しながら以下に説明する。尚、各図において、同一又は同様の構成部分については同じ符号を付している。また、以下の各実施の形態のワイヤロープ検査装置では、ワイヤロープの一例としてエレベータにおけるワイヤロープを例に採るが、勿論、これに限定するものではない。
　実施の形態１．
　図１は、実施の形態１によるワイヤロープ検査装置１０１の構成を示している。ワイヤロープ検査装置１０１は、基本的構成部分として、カメラ１２０と、面光源１３０と、状態解析装置１５０と、解析結果表示装置１６０と、を備える。図１に示す構成では、これらの構成に加えてさらに、映像記録装置１４０、拡散板１３５、及びルーバー１７０を備えている。これらの構成部分について、以下に説明を行う。尚、図２は、ワイヤロープ検査装置１０１に備わるワイヤロープ１、カメラ１２０、及び面光源１３０の位置関係を示した図である。
　まず、ワイヤロープ検査装置１０１の全体構成について説明する。
　検査対象であるワイヤロープ１を間に挟んで、カメラ１２０と面光源１３０とがそれぞれ対向する位置に設けられており、面光源１３０は、ワイヤロープ１及びカメラ１２０に向かって光を照射する。よって、カメラ１２０側から見ると面光源１３０は、ワイヤロープ１の背面側に位置する。このような配置にて、ワイヤロープ１を走行させながら、カメラ１２０は、その映像を撮影する。カメラ１２０により撮影されたワイヤロープ１の映像データは、映像記録装置１４０に保存される。状態解析装置１５０は、映像記録装置１４０に記録された映像データを読み出してワイヤロープ１の撮影映像を解析し、その結果であるワイヤロープ１の品質を含むワイヤロープ１の状態を解析結果表示装置１６０に表示する。ここでワイヤロープ１の状態とは、例えば、ワイヤロープ１の外径、ワイヤロープ１の表面の錆の有無、ワイヤロープ１の素線切れの有無などを指す。状態解析装置１５０が解析する状態は、これらの物理量や物理現象に限定されるものではなく、ワイヤロープの強度や経年劣化に関係する物理量や物理現象全般を含む。
　これらの構成部分について、さらに詳しく以下に説明する。
　カメラ１２０は、撮像素子における水平ラインがワイヤロープ１の長手方向と直角になるような姿勢で、かつワイヤロープ１、及びその背後に設けられた面光源１３０を視野に含むような画角にて配置される。このように配置することにより、カメラ１２０は、面光源１３０から照射される光がワイヤロープ１によって遮られてできる影と、面光源１３０から直接、カメラ１２０に入射する光とを同時に撮像することとなる。
　尚、ワイヤロープ１と面光源１３０との間に拡散板１３５を更に配置し、面光源１３０から照射される光が拡散板１３５を通って、ワイヤロープ１及びカメラ１２０へ照射されるようにしてもよい。
　また、ワイヤロープ１と拡散板１３５との間にルーバー１７０を更に配置し、面光源１３０から発せられた光がルーバー１７０を通って、ワイヤロープ１及びカメラ１２０へ照射されるようにしてもよい。ここで、ルーバー１７０は、光の進行方向をコントロールするためのフィルタであり、カメラ１２０の光軸と直交するように配置される。拡散板１３５及びルーバー１７０は、同時に使用することが好ましいが、どちらか一方のみを備えた構成であってもよい。
　図３は、カメラ１２０により撮像された映像の一例を示す模式図である。面光源１３０からワイヤロープ１及びカメラ１２０に向かって光が照射されることから、ワイヤロープ１によって遮られて影になる領域１Ａは、図３の中央部分に示すように暗く写る。一方、面光源１３０からの光が直接カメラ１２０に入射する部分１３０Ａは、図３の左右部分のように明るく写る。
　尚、図３は、カメラ１２０としてエリアカメラを使用した場合の概念図であるが、ワイヤロープ検査装置１０１は、エリアカメラに限らず、ラインカメラであってもよい。
　また、図３は、１台のカメラ１２０が１本のワイヤロープ１を撮像した場合の図であるが、ワイヤロープ検査装置１０１において、複数のワイヤロープ１が一つの視野内に入るようにカメラ１２０を配置し、これら複数のワイヤロープ１について状態解析装置１５０で同時に解析し、その結果を解析結果表示装置１６０にて同時に表示するようにしてもよい。
　映像記録装置１４０は、カメラ１２０により撮影される、走行するワイヤロープ１の映像データを記録する装置である。このような映像記録装置１４０は、カメラ１２０又は状態解析装置１５０のいずれかに内蔵される形態であってもよいし、カメラ１２０及び状態解析装置１５０に対して抜き差しが可能な形態であってもよい。また、カメラ１２０及び状態解析装置１５０とケーブルで接続される形態であってもよい。映像記録装置１４０として、具体的には、ハードディスクや不揮発性メモリ、光ディスク、ビデオテープなどの記録媒体を用いることができる。
　状態解析装置１５０は、本実施形態では、映像記録装置１４０に記録されたワイヤロープ１の撮影映像データをフレーム毎に順次読み出し、ワイヤロープ１の状態の解析処理を行う。解析処理した結果は、解析結果表示装置１６０に表示される。
　状態解析装置１５０については、実際にはコンピュータを用いて実現され、以下の、ワイヤロープ１の状態解析動作記述部分でも詳しく説明するが、各解析機能に対応するソフトウェア（プログラム）と、これを実行するためのＣＰＵ（中央演算処理装置）やメモリ等のハードウェアから構成されている。尚、上記コンピュータは、ワイヤロープ検査装置１０１に組み込まれたマイクロコンピュータに相当するのが好ましいが、スタンドアロン型のパーソナルコンピュータを用いることもできる。
　解析結果表示装置１６０は、例えば、状態解析装置１５０と同じコンピュータで構成され、このコンピュータのディスプレイを使用することができる。勿論、別設のディスプレイを用いても良い。
　尚、カメラ１２０からの映像を記録したり、後で記録映像を再生する必要がない場合には、図１に示す構成から映像記録装置１４０を省略してもよい。この場合、カメラ１２０は、状態解析装置１５０に直接接続され、状態解析装置１５０は、カメラ１２０から伝送される映像信号を順次リアルタイムに解析する。
　次に、状態解析装置１５０が実行する解析処理の内容について説明する。
　ここで状態解析装置１５０は、後述する各実施の形態における動作も含めてその機能上、図１６に示すように、ロープ領域抽出部１５１、ディスプレイ領域抽出部１５２、走行距離情報認識部１５３、走行距離情報出力部１５４、ロープ径取得部１５５、錆検出部１５６、及び素線切れ検出部１５７の各構成部分を有する。このような状態解析装置１５０は、上述のように実際にはコンピュータを用いて実現され、これらの１５１～１５７で示される各構成部分は、それぞれの機能に対応するソフトウェア（プログラム）と、これを実行するためのＣＰＵやメモリ等のハードウェアから構成されている。また、上記プログラムは、コンピュータによって直接実行可能なものだけでなく、例えば通信線を介して読み込まれハードディスク等にインストールすることによって実行可能となるものも含む。又、圧縮されたり、暗号化されたりしたものも含まれる。
　このような機能部分を含む状態解析装置１５０における解析処理の流れについて、図４を参照して以下に説明する。
　状態解析装置１５０は、カメラ１２０で撮像され記録された撮像データを映像記録装置１４０から読み出し（ステップＳ１１）、撮像データのフレーム毎に、順次、以下の処理を実行する。
　まず、状態解析装置１５０は、ロープ領域抽出部１５１にて、１フレームの撮像データについて、面光源１３０の光学的特性に基づいて、面光源１３０が写っている部分１３０Ａ（図３）と、ワイヤロープ１の影が写っている領域１Ａ（図３）とに分離し、ワイヤロープ１の領域１Ａを抽出する（ステップＳ１２）。ここで、上記光学的特性とは、例えば、面光源１３０の出射光の色（波長特性）や、その強度（輝度）などの特性値を指す。
　ステップＳ１２におけるワイヤロープ１の領域１Ａの抽出動作について、より詳しく説明する。ここでは、光の強度（輝度）に基づいて、ワイヤロープ１の領域１Ａを抽出する処理の例を示す。
　まず、図３のような撮影画像について、状態解析装置１５０のロープ領域抽出部１５１は、図５に示すような、輝度のヒストグラムを作成する。作成されたヒストグラムでは、大きく２つのピークが生成される。図５において、輝度が暗い部分に現れるピークは、ワイヤロープ１の影により暗く写っている部分に対応し、明るい部分に現れるピークは、面光源１３０から照射される光によって明るく写っている部分にそれぞれ対応する。
　次に、ロープ領域抽出部１５１は、このヒストグラムを用いて、ワイヤロープ１の領域１Ａと、面光源１３０の領域１３０Ａとに識別するための閾値を計算する。閾値の計算方法としては、例えば判別分析法やモード法などを用いることができる。そして、求めた閾値よりも輝度が大きい画素は、面光源１３０の領域１３０Ａ、小さい画素は、ワイヤロープ１の領域１Ａと識別する。
　尚、ここでは映像からヒストグラムを生成し、閾値を自動的に決める手順を例示したが、予め定めた固定値を閾値としてもよい。
　次に、状態解析装置１５０は、ロープ径取得部１５５にて、抽出されたワイヤロープ１の領域１Ａの幅を計測する（ステップＳ１３）。画像上で領域１Ａの幅を求める場合の単位は画素数である。そこで、画素数と、ロープ１の実寸法との換算係数（１画素あたりの実寸法）をロープ径取得部１５５に設定しておく。そして、ロープ径取得部１５５は、抽出したワイヤロープ１の領域１Ａの幅の画素数から、上記換算係数を用いてワイヤロープ１の径の実寸法を算出する。これにより、撮影したワイヤロープ１の実寸法を知ることができる。尚、画素数からワイヤロープ１の実寸法を求める方法は、上述の換算係数を用いる方法に限定されるものではなく、例えばテーブルを使用する等、勿論、他の既知の手法を採ることができる。
　実寸法取得後、取得したワイヤロープ１の径の実寸法をデータとして出力する（ステップＳ１４）。この出力形態としては、画面への表示や、ファイル形式での保存、プリンタへの印刷などが可能である。
　上述の手順を、撮像した映像の各フレームについて実行することにより、ワイヤロープ１の全長にわたり、その径を測定し、その結果を得ることができる。
　次に、解析結果表示装置１６０は、上述したように実際にはコンピュータを用いて実現され、以下の各機能に対応するソフトウェア（プログラム）と、これを実行するためのＣＰＵ（中央演算処理装置）やメモリ等のハードウェアから構成されている。ここで解析結果表示装置１６０の機能としては、記録映像表示部１６１、映像ファイル指定部１６２、換算係数入力部１６３、ワイヤロープ径測定結果表示部１６４、ワイヤロープ径グラフ表示部１６５、操作部１６６、走行距離表示部１６７（実施の形態４）、及び錆割合表示部１６８（実施の形態４）が備わる。
　図６は、状態解析装置１５０及び解析結果表示装置１６０の両方の機能を、一つの汎用コンピュータで構成し、このコンピュータ上のソフトウェアプログラムによってワイヤロープ１の解析を行い、その結果等を表示させた一例を示している。
　解析処理を行う前に、ディスプレイ（解析結果表示装置１６０）における換算係数入力部１６３に、上述した、画素数と実寸法との上記換算係数を予め入力しておく。
　まず、映像記録装置１４０に記録されている映像ファイルの中から解析処理したいものを、映像ファイル指定部１６２で指定する。この指定により、映像ファイル指定部１６２は、実際にはプログラムは、指定された映像ファイルを映像記録装置１４０から読み出す。読み出された映像ファイルの映像は、記録映像表示部１６１によって再生表示される。また、読み出された映像ファイルから、前述の手順に従ってワイヤロープ径の測定が実行される。その測定結果は、ワイヤロープ径グラフ表示部１６５によって折れ線グラフとして表示される。また、作業者が操作部１６６を操作することにより、記録映像表示部１６１に表示されている映像を再生したり、一時停止や早送り、巻き戻しを行うことができる。さらにまた、記録映像表示部１６１の表示に同期して、ワイヤロープ径グラフ表示部１６５の中の現在位置表示１６５ｄが左右に移動する。このようにワイヤロープ径グラフ表示部１６５は、同期表示部としての機能も併せ持つ。さらに、対応するワイヤロープ径の測定結果が、ワイヤロープ径測定結果表示部１６４によって同期表示される。
　このように、本実施の形態のワイヤロープ検査装置１０１によれば、カメラ１２０は、面光源１３０から照射された光がワイヤロープ１によって遮られてできる影を撮影することから、ワイヤロープ検査装置１０１は、たとえワイヤロープ１の表面に例えば油汚れや素線の金属反射等がある場合であっても、ワイヤロープ１の領域１Ａを映像中から安定して抽出することができる。よって、ワイヤロープ検査装置１０１によれば、従来に比べて高精度にてワイヤロープの解析を実行することが可能である。
　また、面光源１３０に拡散板１３５を備えた場合には、面光源１３０は、明るさの分布にむらのない面光源となる。よって、撮影画像の輝度のヒストグラムにおいて、ワイヤロープ領域１Ａと背景領域（面光源が写っている部分）１３０Ａとのそれぞれの輝度分布が明確に分離される。したがって、拡散板１３５を備えることで、ワイヤロープ領域１Ａの抽出処理の安定性を向上させることができる。
　さらに、ワイヤロープ１と面光源１３０との間に、ルーバー１７０を備えた場合には、面光源１３０からカメラ１２０に向かって照射される光は、平行光となる。よって、ワイヤロープ１の影と背景との境界付近で発生する光の回り込みが抑制される。したがって、ワイヤロープ１の影と背景との明暗差が強調された映像を撮影することができるため、拡散板１３５を備える構成の効果と同様に、ルーバー１７０を備えることで、ワイヤロープ領域１Ａの抽出処理の安定性を向上させることができる。
　実施の形態２．
　実施の形態１のワイヤロープ検査装置１０１において、図１に示す面光源１３０は、単色光源としてもよい。特に、各実施の形態におけるワイヤロープ検査装置を使用する環境に外乱光が存在する場合では、単色光源が有用である。即ち、ワイヤロープ１の表面に外乱光が当たった状態でカメラ１２０がワイヤロープ１を撮影した場合、ワイヤロープ１の影の部分が明るく写り、影の部分と、背景部分つまり光源からの光部分との明暗差が小さくなる。その結果、状態解析装置１５０での処理において、ワイヤロープ１の領域１Ａを抽出する精度が低下する可能性がある。
　そこで、外乱光による反射光とは異なる光学的特性を有する単色光を、面光源１３０として使用することで、上述の精度低下可能性を抑えることができる。例えば、自然光が外乱光として存在する場合、ワイヤロープ１からの反射光が緑色光や青色光となることは通常ほとんどないことから、面光源１３０として、緑色光あるいは青色光の単色光を使用するのが有効となる。
　面光源１３０として緑色光を用いる場合、状態解析装置１５０は、次の手順でワイヤロープ１の領域１Ａの抽出動作（図４のステップＳ１２）を実行すればよい。即ち、状態解析装置１５０は、撮像画像のフレームにおける各画素について、緑色光の強度が十分大きく、かつ赤色光及び青色光の強度が緑色光の強度と比較して十分小さければ、その画素は背景部分と判定し、一方、そうでなければワイヤロープ１の領域１Ａと判定する。
　この判定のための閾値は、実施の形態１で述べた手順と同様に、ヒストグラムから自動的に算出してもよいし、予め定めた固定値であってもよい。
　このような構成によれば、外乱光が存在する環境においても、状態解析装置１５０は、ワイヤロープ１の領域１Ａと、面光源１３０の領域１３０Ａとを識別しやすくなり、ワイヤロープ領域１Ａを抽出する精度が向上する。
　尚、カメラ１２０の撮像素子がBayerパターンの単板型の場合、緑色光の受光画素が赤色光及び青色光の受光画素よりも二倍多く配置されているので、緑色光に対する感度が高い。よってこの場合には、面光源１３０として緑色の単色光源を使用することが好ましい。その結果、高感度かつ高分解能で面光源１３０の光とワイヤロープ１の領域１Ａとを撮影することができ、状態解析装置１５０における解析処理の精度を向上させることができる。
　実施の形態３．
　図７には、実施の形態３におけるワイヤロープ検査装置１０３の構成図が示されている。このワイヤロープ検査装置１０３は、実施の形態１のワイヤロープ検査装置１０１において、ワイヤロープ１と面光源１３０との間にディスプレイ１８０を追加配置した構成を採る。ここで、ディスプレイ１８０は、カメラ１２０の撮影視野に入る位置に設置され、ワイヤロープ１の走行距離に関する情報を表示する。この情報は、例えば、ワイヤロープ１を駆動する電動機の回転数や、回転開始時からの経過時間などである。
　尚、その他の構成は、ワイヤロープ検査装置１０１と同じであり、ここでの説明を省略する。
　図８は、ディスプレイ１８０を配置した状態において、カメラ１２０により撮影される映像の一例を示した模式図である。図８では、ディスプレイ１８０は、ワイヤロープ１の走行距離情報を数字で表示した場合を図示しているが、バーコードなどの空間符号によって走行距離の情報を表示してもよい。
　このように構成することで、ディスプレイ１８０に表示されている情報と、ワイヤロープ１とを、ワイヤロープ検査装置１０３は、同時に撮影し記録することができることから、ワイヤロープ１の解析結果と、この解析結果に対応する、ワイヤロープ１における位置とを後から対応付けながら確認することができる。
　また、ディスプレイ１８０に表示された情報を状態解析装置１５０が自動的に認識するようにしてもよい。この場合、状態解析装置１５０での認識処理を容易にするために、ディスプレイ１８０には文字を表示するのではなく、バーコードなどの空間符号を用いることが好ましい。
　図９は、上述したステップＳ１２～ステップＳ１４におけるワイヤロープ１の径を測定する処理に並行して、状態解析装置１５０が映像内のディスプレイ１８０に表示された走行距離情報の認識を行う場合の、状態解析装置１５０の処理の流れを示している。
　まず、状態解析装置１５０のディスプレイ領域抽出部１５２（図１６）は、フレーム中からディスプレイ１８０が表示されている領域を抽出し（ステップＳ２２）、状態解析装置１５０の走行距離情報認識部１５３（図１６）は、ディスプレイ１８０に表示されている走行距離情報を認識する（ステップＳ２３）。そして、状態解析装置１５０の走行距離情報出力部１５４（図１６）は、認識した走行距離情報をデータとして出力する（ステップＳ２４）。
　図１０は、本実施の形態３におけるワイヤロープ検査装置１０３において、解析結果表示装置１６０による一表示例を図示している。記録映像表示部１６１によって、既に説明したように読み出した映像ファイルの映像が表示され、本実施形態ではディスプレイ１８０における表示情報も表示されている。このように図１０では、本実施形態での解析結果表示装置１６０において、ワイヤロープ１の走行距離の認識結果をワイヤロープ１の映像に同期して表示する場合の画面の一例を示している。また、図示するように解析結果表示装置１６０では、ディスプレイ１８０における表示情報の表示部１６７が設けられ、表示部１６７は、本例ではワイヤロープ１の走行距離情報を記録映像表示部１６１の表示に同期して表示を変化させる。
　以上説明した構成を採ることで、本実施の形態３におけるワイヤロープ検査装置１０３は、ワイヤロープ１の幅の情報と走行距離情報とを、ワイヤロープ１の映像の各フレームと組み付けられた形式で電子データとして出力できる。よって、異常な測定結果が得られた場合の確認作業を容易かつ迅速に行うことができる。
　実施の形態４．
　図１１は、本発明の実施の形態４によるワイヤロープ検査装置１０４の構成を図示している。実施の形態３におけるワイヤロープ検査装置１０３との相違点は、カメラ１２０の近傍に、カメラ１２０側からワイヤロープ１に対して光を照射するための光源１９０をさらに備えた点である。光源１９０の配置は、ワイヤロープ１の側面部分にも光が照射されるようにする。
　尚、その他の構成は、ワイヤロープ検査装置１０３と同じであり、ここでの説明を省略する。
　図１２は、本発明の実施の形態４の構成において、カメラ１２０によって撮影される映像の一例を示した模式図である。光源１９０を設けたことにより、カメラ１２０から見てワイヤロープ１の正面にも光が照射されるため、ワイヤロープ１の表面の様子がカメラ１２０で撮影可能となる。
　本実施の形態４のワイヤロープ検査装置１０４では、例えば、光源１９０は白色光を、面光源１３０は緑色光をそれぞれ照射する。また、ワイヤロープ検査装置１０４の状態解析装置１５０は、実施の形態２で述べた手順と同様の手順で、映像内から背景、すなわち面光源１３０の緑色光を分離して、ワイヤロープ１の領域１Ａを抽出する。
　本実施の形態４のワイヤロープ検査装置１０４は、上述のようにワイヤロープ１の表面状態をも解析可能であることから、ワイヤロープ検査装置１０４の状態解析装置１５０は、ワイヤロープ１の表面の錆の領域を検出する錆検出部１５６を有することができる。
　例えば、光源１９０から白色光をワイヤロープ１に照射し、その反射光をカメラ１２０で撮影する場合、ワイヤロープ１の錆の部分の反射光は、赤みがかった色となる。そこで、錆と判定する色の特徴量の範囲を錆検出部１５６に予め設定することで、その範囲と反射光の色とを比較することにより、錆検出部１５６は、ワイヤロープ領域１Ａの中の錆の領域を抽出する。
　さらにまた、ワイヤロープ検査装置１０４の状態解析装置１５０は、ワイヤロープ１の素線切れを検出する素線切れ検出部１５７を有することができる。
　図１３は、素線切れが存在するワイヤロープ１の映像の例を示している。正常なワイヤロープ１では、規則正しい周期的なテクスチャが得られるのに対し、素線切れが生じている場合には、図１３において１ｃで示すように不連続な点が生じる。これを利用して、素線切れ検出部１５７は、テクスチャの周期性を解析し、不規則な部分が見つかった部分を素線切れと判定する。
　図１４は、本実施の形態４のワイヤロープ検査装置１０４における状態解析装置１５０の処理の流れを示している。
　ワイヤロープ領域１Ａの抽出処理（ステップＳ１２）を行った後、錆検出部１５６は、その領域内の錆領域を抽出（ステップＳ３３）し、錆位置の情報を出力する（ステップＳ３４）。また、この錆検出の処理と並行して、素線切れ検出部１５７は、ワイヤロープ領域１Ａ内の素線切れを検出し（ステップＳ４３）、素線切れ位置の情報を出力する（ステップＳ４４）。
　図１５は、ワイヤロープ検査装置１０４に備わる状態解析装置１５０及び解析結果表示装置１６０を汎用コンピュータで構成し、該コンピュータ上で動作するプログラムにより解析結果を表示させた一例を示す図であり、既に説明した実施の形態１及び実施の形態３における形態に、さらに錆検知結果及び素線切れ検知結果を表示する例を図示している。
　記録映像表示部１６１では、錆が検知された位置は、１１ｂで示すように丸く塗りつぶされ、素線切れが検出された位置は、１１ｃのように円で囲んで強調表示する。さらに、ワイヤロープ径グラフ表示部１６５において、ワイヤロープ領域１Ａの全体に占める錆検知領域の割合を折れ線グラフ１６５ｂで、素線切れ検知位置を１６５ｃのように円で表示している。錆検知領域の割合は、映像の再生に同期して錆割合表示部１６８に数値で表示される。ここで錆の割合とは、フレーム中のワイヤロープ領域１Ａの大きさ（画素数）に対する、錆検知領域の大きさ（画素数）の割合である。
　このように本実施の形態４のワイヤロープ検査装置１０４によれば、記録されたワイヤロープ１の映像を後から再生し、ワイヤロープ１の表面の状態を目視で確認することができる。さらに、ワイヤロープ１の錆や素線切れの発生状況を、映像解析によって容易に調べることが可能になる。
　以上説明した各実施形態を適宜組み合わせた構成を採ることも可能である。その場合には、組み合わせた実施形態が奏する各効果が組み合わされた効果を得ることができる。
　なお、上記様々な実施形態のうちの任意の実施形態を適宜組み合わせることにより、それぞれの有する効果を奏するようにすることができる。
　本発明は、添付図面を参照しながら好ましい実施形態に関連して充分に記載されているが、この技術の熟練した人々にとっては種々の変形や修正は明白である。そのような変形や修正は、添付した請求の範囲による本発明の範囲から外れない限りにおいて、その中に含まれると理解されるべきである。
　又、２０１２年３月２８日に出願された、日本国特許出願Ｎｏ．特願２０１２－７３５３２号の明細書、図面、特許請求の範囲、及び要約書の開示内容の全ては、参考として本明細書中に編入されるものである。
　１　ワイヤロープ、
　１０１、１０３、１０４　ワイヤロープ検査装置、
　１２０　カメラ、１３０　面光源、１３５　拡散板、１４０　映像記録装置、
　１５０　状態解析装置、１５１　ロープ領域抽出部、
　１５２　ディスプレイ領域抽出部、１５３　走行距離情報認識部、
　１５４　走行距離情報出力部、１５５　ロープ径取得部、１５６　錆検出部、
　１５７　素線切れ検出部、１６０　解析結果表示装置、
　１６１　記録映像表示部、１６５　ワイヤロープ径グラフ表示部、
　１７０　ルーバー。

Claims (14)

  1. 　走行するワイヤロープを映像として連続撮影するカメラと、
    　前記ワイヤロープを間に挟んで前記カメラに対向して配置され、ワイヤロープ及びカメラに向けて光を照射する面光源と、
    　前記カメラにて撮像されたワイヤロープの映像からワイヤロープ状態の解析を行う状態解析装置と、
    　前記状態解析装置で解析された解析結果を表示する解析結果表示装置と、
    を備えたことを特徴とするワイヤロープ検査装置。
  2. 　前記カメラで撮像された映像を記録し、記録した映像を前記状態解析装置へ送出する映像記録装置をさらに備えた請求項１記載のワイヤロープ検査装置。
  3. 　前記面光源は、拡散板を有する、請求項１又は２に記載のワイヤロープ検査装置。
  4. 　前記ワイヤロープと前記面光源との間に、前記カメラの光軸と直交する姿勢で配置されるルーバーをさらに備える、請求項１から３のいずれか１項に記載のワイヤロープ検査装置。
  5. 　前記面光源は、単色光源である、請求項１から４のいずれか１項に記載のワイヤロープ検査装置。
  6. 　前記カメラの撮影視野内に配置され、ワイヤロープの走行位置に関する情報を表示するディスプレイをさらに備えた、請求項１から５のいずれか１項に記載のワイヤロープ検査装置。
  7. 　前記ディスプレイは、ワイヤロープの走行位置に関する情報を空間符号化して表示する、請求項６に記載のワイヤロープ検査装置。
  8. 　前記カメラの近傍に配置され、カメラ側からワイヤロープへの照明を行う光源をさらに備えた、請求項１から７のいずれか１項に記載のワイヤロープ検査装置。
  9. 　前記光源は、白色光源である、請求項８記載のワイヤロープ検査装置。
  10. 　前記状態解析装置は、前記カメラから得られる映像のフレーム毎にワイヤロープ領域を抽出する抽出部を有する、請求項１から９のいずれか１項に記載のワイヤロープ検査装置。
  11. 　前記状態解析装置は、抽出されたワイヤロープ領域における画素数からワイヤロープ径を求めるロープ径取得部をさらに有する、請求項１０に記載のワイヤロープ検査装置。
  12. 　前記状態解析装置は、前記カメラから得られる映像のフレーム毎にワイヤロープ領域を抽出する抽出部と、
    　抽出された前記ワイヤロープ領域において、前記光源によるワイヤロープでの反射光における色特徴量を元にワイヤロープ表面の錆を検出する錆検出部を有する、請求項８，９，１１のいずれか１項に記載のワイヤロープ検査装置。
  13. 　前記状態解析装置は、前記カメラから得られる映像のフレーム毎にワイヤロープ領域を抽出する抽出部と、
    　抽出された前記ワイヤロープ領域において、前記光源によるワイヤロープでの反射光を撮影した映像からテクスチャの周期性を元にワイヤロープの素線切れを検出する素線切れ検出部を有する、請求項８，９，１１，１２のいずれか１項に記載のワイヤロープ検査装置。
  14. 　前記解析結果表示装置は、前記映像記録装置に記録されたワイヤロープの映像を再生表示する再生表示部と、前記状態解析装置によるワイヤロープの解析結果を再生映像に同期して表示する同期表示部と、を有する、請求項１から１３のいずれか１項に記載のワイヤロープ検査装置。
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