WO2019138641A1 - ガス監視システム及びガス監視方法 - Google Patents

ガス監視システム及びガス監視方法 Download PDF

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gas monitoring
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伸吾 金沢
啓司 深澤
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M3/00—Investigating fluid-tightness of structures
    • G01M3/02—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
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    • G01M3/38—Investigating fluid-tightness of structures by using light

Definitions

  • the present invention relates to a gas monitoring system and a gas monitoring method.
  • gas monitoring systems are used in gas processing plants for processing and pipeline delivery of natural gas.
  • the gas monitoring system for example, captures the inside of the plant with an infrared camera, transmits the captured image to a terminal for monitoring through a public line, and monitors a gas leak in the plant based on the transmitted image. .
  • An object of the present invention is to provide a gas monitoring system and a gas monitoring method capable of securing security and reducing a load on a line due to communication capacity.
  • the gas monitoring system in the present invention is An imaging unit that captures an image of a target area to which gas may leak;
  • a communication unit that transmits, via a public line, information indicating the image of the target area and incidental information indicating information related to the target area;
  • Based on the peripheral image representing the periphery of the target region, the information indicating the image of the target region received via the public line, and the supplementary information, the peripheral image and the image of the target region are An image combining unit to combine, Equipped with
  • the gas monitoring method in the present invention is Take an image of the target area where gas may leak,
  • the information indicating the image of the target area and the incidental information indicating the information related to the target area are transmitted through a public line, Based on the peripheral image representing the periphery of the target region, the information indicating the image of the target region received via the public line, and the supplementary information, the peripheral image and the image of the target region are Synthesize.
  • FIG. 1 is a block diagram schematically showing the configuration of a gas monitoring system 100 according to an embodiment of the present invention.
  • the gas monitoring system 100 includes a terminal 1, a terminal 2, a gas imaging device 3 and a peripheral sensor 4.
  • FIG. 2 is a block diagram schematically showing the configuration of the gas imaging device 3 and the peripheral sensor 4.
  • the gas imaging device 3 is provided at one or more places in the plant.
  • the gas imaging device 3 includes an infrared imaging unit 31 (corresponding to “far infrared camera” of the present invention and referred to as an FIR camera), an image processing unit 32, a control unit 33, and storage. And a unit 34. Further, the peripheral sensor 4 is connected to the gas imaging device 3 by an interface such as USB (Universal Serial Bus).
  • the image processing unit 32 is realized by a central processing unit (CPU), a read only memory (ROM), a random access memory (RAM), a hard disk drive (HDD) or the like, and performs image processing of data.
  • the control unit 33 includes a CPU, a ROM, a RAM, and the like. The CPU provided in the control unit 33 reads out a program corresponding to the processing content from the ROM, expands it in the RAM, and centrally controls the operation of each block of the gas imaging device 3 in cooperation with the expanded program.
  • the infrared imaging unit 31 has an optical filter for imaging a predetermined gas.
  • the infrared imaging unit 31 images infrared light from a target area where gas may leak, under the control of the control unit 33.
  • the infrared imaging unit 31 is disposed, for example, with an imaging optical system (not shown) for forming an infrared optical image of a target area on a predetermined imaging surface and a light receiving surface in agreement with the imaging surface.
  • an infrared image sensor (not shown) for converting an infrared optical image of the image sensor into an electrical signal.
  • the gas may be any kind of gas having a property of absorbing infrared rays, such as a flammable gas, a toxic gas and a vapor of an organic solvent.
  • FIG. 3 shows the amount of infrared radiation V (Tb) emitted from the background, the amount of infrared radiation absorbed by the gas as ⁇ V (Tb), and the amount of infrared radiation V (Tg) emitted from the gas.
  • V (T) is the black body radiance at the absolute temperature T (K).
  • the gas is the sum of the amount of infrared radiation V (Tb) emitted from the background, the amount of infrared radiation (1- ⁇ ) V (Tb) emitted from the background and transmitted through the gas, and the amount of infrared radiation V (Tg) emitted from the gas It is detected based on the difference with the amount of Therefore, the range of gas detection is a background temperature image which is an image based on the infrared ray amount V (Tb), and a gas-containing image which is an image based on the infrared ray amount ((1- ⁇ ) V (Tb) + V (Tg)) Is determined as an image from which the difference of Note that noise components may be removed from the extracted image.
  • FIG. 4 is a diagram showing an example of the target area A and its periphery A1 in the plant.
  • FIG. 4 shows a reference position B in the periphery A1, a gas cloud A2 in the target area A, and a gas leakage position C in the target area A.
  • the reference position B may be any place in the plant, for example, it is preferable to be a place that is easy to identify in the plant.
  • the gas leakage position C is determined from, for example, an image of the gas cloud A2, a wind direction, a wind speed, and the like.
  • the image processing unit 32 generates a heat distribution image (temperature information) of the target area A by performing image processing on data output from the infrared image sensor. Specifically, the infrared image sensor measures the amount of infrared radiation (luminance information) emitted from the target area A. The image processing unit 32 converts the result measured by the infrared image sensor into the temperature of the target area A with reference to the correlation between the infrared amount (brightness information) and the temperature, and the heat distribution image (temperature information) Generate The image processing unit 32 performs gas visualization processing (extraction) under predetermined image processing conditions from the infrared ray amount (luminance information) measured by the infrared image sensor.
  • gas visualization processing extraction
  • the control unit 33 outputs the image of the visualized gas cloud A2 in the target region A (corresponding to the “image of the target region” in the present invention) to the storage unit 34.
  • an image of the gas cloud A2 will be described as two-dimensional data.
  • the image of the gas cloud A2 may be three-dimensional data (point cloud data).
  • the peripheral sensor 4 includes, for example, a distance meter 4a, an anemometer 4b, a thermometer 4c, and a vibration meter 4d.
  • the peripheral sensor 4 outputs each measurement result to the control unit 33.
  • the control unit 33 acquires incidental information indicating information related to the target area A based on the measurement result of the peripheral sensor 4.
  • the distance meter 4a is connected to the control unit 33, and according to the control of the control unit 33, the three-dimensional coordinates (xb, yb, zb) of the reference position B and the three-dimensional coordinates (xc, yc, xc) of the gas leakage position C in the plant. Measure).
  • the distance meter 4a is, for example, an optical, ultrasonic, or laser light meter.
  • an optical distance meter 4a there is, for example, a stereo camera.
  • the measurement of the reference position B or the like by the distance meter 4a may be performed automatically, or may be performed by the user's remote control.
  • the wind direction anemometer 4 b is connected to the control unit 33, and is a device that measures the wind direction and the wind speed according to the control of the control unit 33.
  • the wind direction and anemometer 4 b includes, for example, an instrument that measures wind direction and wind speed, such as a windmill type (propeller type) and an ultrasonic type.
  • the thermometer 4 c is a device connected to the control unit 33 to measure the outside air temperature according to the control of the control unit 33.
  • the outside air temperature is, for example, the ambient temperature around the gas imaging device 3.
  • the vibration meter 4 d is connected to the control unit 33, and is a device that measures the vibration state of the gas imaging device 3 according to the control of the control unit 33.
  • a known instrument such as a mechanical type, a magnetic type, a piezoelectric type, an optical type, or an electromagnetic wave type is used.
  • the control unit 33 acquires incidental information of the target area A based on the measurement result of the peripheral sensor 4 described above.
  • the three-dimensional coordinates of the reference position B and the three-dimensional coordinates of the gas leakage position C, which are incidental information, are information used when combining the image of the surrounding area A1 and the image of the gas cloud A2 (described later).
  • environmental conditions such as the wind speed, the wind direction, the difference between the temperature of the target area A and the outside air temperature, which is incidental information, and the vibration state of the infrared imaging unit 31 are information for increasing the accuracy of the image of the gas cloud A2.
  • the incidental information of the target area A includes the size of the gas cloud A2.
  • the control unit 33 calculates the size (for example, the size in the x direction, the y direction, and the z direction) of the gas cloud A2 based on, for example, the image of the gas cloud A2.
  • the size of the gas cloud A2 is information used when combining the image of the periphery A1 and the image of the gas cloud A2.
  • the control unit 33 refers to the relative positional relationship between the coordinates of the reference position B in the image of the periphery A1 and the three-dimensional coordinates of the reference position B in the plant based on the three-dimensional coordinates of the gas leakage position C in the plant.
  • the coordinates of the gas leakage position C in the image of the surrounding area A1 are calculated. Since each incidental information described above is text data, the size (data capacity) is small.
  • the storage unit 34 is a circuit that is connected to the control unit 33 and stores various predetermined data and various predetermined programs according to the control of the control unit 33.
  • Various predetermined data are an image of the gas cloud A2 and incidental information.
  • the various predetermined programs include, for example, a control processing program such as an imaging program for imaging the target area A.
  • the storage unit 34 includes, for example, a ROM (Read Only Memory), which is a nonvolatile storage element, and an EEPROM (Electrically Erasable Programmable ROM), which is a rewritable nonvolatile storage element.
  • Storage unit 34 includes a RAM (Random Access Memory) as a working memory of so-called control unit 33 that stores data and the like generated during execution of a predetermined program.
  • the control unit 33 outputs the image of the gas cloud A2 and the incidental information stored in the storage unit 34 to the terminal 1.
  • the terminal 1 is provided, for example, outside the plant or in the plant.
  • the terminal 1 is a personal computer for periodically acquiring an image of the gas cloud A 2 and incidental information from the gas imaging device 3 and uploading the image to the cloud 5.
  • the terminal 1 includes a control unit 11, a communication unit 12, and a storage unit 13.
  • the control unit 11 controls the communication unit 12 and the storage unit 13 in an integrated manner.
  • the control unit 11 controls the communication unit 12 and the storage unit 13 to upload the image of the gas cloud A2 and the incidental information as information indicating the image of the target area A to the cloud 5 via the public line.
  • the control unit 11 controls the communication unit 12 so as to automatically perform the upload.
  • the size of the image of gas cloud A2 is much smaller than the size of the image of surrounding area A1, and the size of the incidental information is also small, so when uploading the image and incidental information of gas cloud A2, depending on the communication capacity There is no burden on the line.
  • a cloud storage 51 (external storage device) that can be used from the terminal 1 and the terminal 2 via a network is provided.
  • the cloud storage 51 stores an image of the gas cloud A2 and incidental information.
  • the terminal 2 is provided, for example, outside the plant or in the plant.
  • the terminal 1 and the terminal 2 may be provided at the same place.
  • the terminal 2 is a personal computer that receives the image of the gas cloud A2 and the incidental information from the cloud 5, refers to the incidental information, and combines the image of the surrounding area A1 and the image of the gas cloud A2.
  • the terminal 2 includes a control unit 21, a communication unit 22, a storage unit 23, and an image combining unit 24.
  • the control unit 21 centrally controls the control unit 21, the communication unit 22, the storage unit 23, and the image combining unit 24.
  • the control unit 21 controls the communication unit 22 and the storage unit 23 to download the image of the gas cloud A2 and the incidental information from the cloud 5 through the public line.
  • the control unit 21 controls the communication unit 22 so as to automatically perform the download. In the case of downloading the image of the gas cloud A2 and the incidental information, as in the case of the above uploading, the communication capacity does not burden the circuit.
  • the storage unit 23 is provided in an environment not connected to a public line.
  • the storage unit 23 stores an image of the surrounding area A1.
  • the image of the surrounding area A1 is two-dimensional data in which the surrounding area A1 is schematically illustrated.
  • the image of the surrounding area A1 may be three-dimensional data.
  • the image synthesis unit 24 downloads incidental information (3 of the reference position B) downloaded from the cloud 5 based on the image of the gas cloud A2 downloaded from the cloud 5 and the image of the surroundings A1 read from the storage unit 23.
  • the image of the periphery A1 and the image of the gas cloud A2 are synthesized with reference to the three-dimensional coordinates of the gas leak position C and the three-dimensional coordinates of the gas leak position C in the image of the periphery A1.
  • the control unit 21 outputs a composite image of the image of the periphery A1 and the image of the gas cloud A2 to the display unit 25.
  • the composite image is two-dimensional data.
  • the display unit 25 displays a composite image.
  • the gas leakage position C may be hidden by the foreground and may not be displayed in the composite image.
  • the display unit 25 changes the viewpoint (the position of the infrared imaging unit 31) between the foreground and the gas leakage position C by the operation unit (not shown), thereby causing gas leakage.
  • Position C is displayed.
  • the gas leakage position C is displayed by freely moving the viewpoint on the three-dimensional coordinates by the operation unit.
  • FIG. 5 is a flowchart showing an image synthesis process in the gas monitoring system 100.
  • the present process is started by activation of the gas imaging device 3 and the peripheral sensor 4.
  • the image of the periphery A1 is stored in advance in the storage unit 23 provided in an environment not connected to the public line.
  • step S100 the infrared imaging unit 31 captures an infrared ray from the target area A.
  • step S ⁇ b> 110 the control unit 33 acquires incidental information of the target area A based on the measurement result of the peripheral sensor 4.
  • step S120 the image processing unit 32 extracts an image of the gas cloud A2 from the heat distribution image of the target area A.
  • step S130 the image of the gas cloud A2 and the incidental information are uploaded from the terminal 1 to the cloud 5 via the public line.
  • step S140 the image of the gas cloud A2 and the incidental information are downloaded from the cloud 5 to the terminal 2 via the public line.
  • step S150 the image combining unit 24 combines the image of the surrounding area A1 and the image of the gas cloud A2.
  • step S160 the display unit 25 displays a composite image of the image of the periphery A1 and the image of the gas cloud A2.
  • the gas imaging device 3 for capturing an image of the target area A to which the gas may leak, and the environment not connected to the public line are provided around the target area A.
  • a storage unit 13 for storing an image of A1, a communication unit 12 for transmitting an image of gas cloud A2 and incidental information via a public line, an image of surrounding area A1, and a gas cloud received via a public line
  • an image combining unit configured to combine the image of the surrounding area A1 and the image of the gas cloud A2 based on the image of A2 and the incidental information.
  • the image of the gas cloud A2 is exemplified as the information indicating the image of the target area A, but the present invention is not limited to this and may be text data.
  • the text data is information for creating an image of the gas cloud A2, and is information including, for example, the shape of the gas cloud A2 schematically showing the gas cloud A2, luminance information of the shape, and the like. Since the size of the text data is smaller than the size of the image of the gas cloud A2, the load on the line by the communication capacity can be further reduced.
  • the reference position B and the gas leakage position C are measured by the distance meter 4a, but the present invention is not limited to this, for example, based on the heat distribution image acquired by the infrared imaging unit 31 It may be calculated. Also, the reference position B or the like may be measured based on both the distance meter 4a and the heat distribution image.
  • the image of the gas cloud A2 when the image of the gas cloud A2 is extracted, the image of the surrounding area A1 and the image of the gas cloud A2 are combined, and the combined image is displayed, the user is notified of gas detection. An alarm may be output.
  • the present invention is not limited thereto, for example, the image of the periphery A1 is data obtained by photographing the periphery A1 It is also good.
  • the incidental information of the target area A the coordinates of the reference position B and the like are given as an example, but the present invention is not limited thereto.
  • the temperature of gas piping, heat of vaporization of gas, etc. It may include disturbance information.
  • the disturbance information it is possible to suppress the decrease in the accuracy (resolution) of the image of the gas cloud A2.
  • any of the above-described embodiments is merely an example of implementation for carrying out the present invention, and the technical scope of the present invention should not be interpreted in a limited manner by these. That is, the present invention can be implemented in various forms without departing from the scope or main features of the present invention.
  • the present invention is suitably used for a gas monitoring system that is required to secure security and reduce the burden on a line due to communication capacity.

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Abstract

ガス監視システムは、セキュリティを確保するとともに、通信容量による回線への負担を軽減することができるものであって、ガスが漏洩しうる対象領域の画像を撮像する撮像部と、対象領域の画像を示す情報および当該対象領域に関係する情報を示す付帯情報を、公衆回線を介して送信する通信部と、対象領域の周辺を表す周辺の画像、並びに、公衆回線を介して受信された対象領域の画像を示す情報および付帯情報に基づいて、周辺の画像と対象領域の画像とを合成する画像合成部と、を備える。

Description

ガス監視システム及びガス監視方法
　本発明は、ガス監視システム及びガス監視方法に関する。
　例えば、ガス監視システムは、天然ガスを処理してパイプラインで送出するためのガス処理プラントに利用されている。ガス監視システムは、例えば、プラント内を赤外線カメラで撮影し、撮像した画像を公衆回線で監視用の端末に送信し、送信された画像に基づいて、プラント内のガス漏れを監視するものである。
　ところで、プラント内を撮影した画像を公衆回線で送信することは、セキュリティを確保する観点から好ましくないとされている。また、通信容量が大きい場合には、公衆回線に通信容量による負担をかけるため、好ましくない。
　例えば、ガス監視システムではないが、撮影装置により順次取得されるフレームの画像を背景画像と抽出画像とに分け、背景画像と抽出画像とを通信回線を介して別々のサーバーに送信するシステムがある（例えば、特許文献１参照）。
特開２０１６－３９６０６号公報
　しかしながら、上記の特許文献１に記載されたシステムでは、セキュリティを確保することについての記載はなく、また、背景画像及び抽出画像を別々のサーバーに送信する際の通信容量は、フレームの画像をサーバーに送信する際の通信容量に対して大差がないため、通信容量による回線への負担を軽減することができないという問題点があった。
　本発明は、セキュリティを確保するとともに、通信容量による回線への負担を軽減することができるガス監視システム及びガス監視方法を提供することを目的とする。
　上記の目的を達成するため、本発明におけるガス監視システムは、
　ガスが漏洩しうる対象領域の画像を撮像する撮像部と、
　前記対象領域の画像を示す情報および当該対象領域に関係する情報を示す付帯情報を、公衆回線を介して送信する通信部と、
　前記対象領域の周辺を表す周辺の画像、並びに、前記公衆回線を介して受信された前記対象領域の画像を示す情報および前記付帯情報に基づいて、前記周辺の画像と前記対象領域の画像とを合成する画像合成部と、
　を備える。
　また、本発明におけるガス監視方法は、
　ガスが漏洩しうる対象領域の画像を撮像し、
　前記対象領域の画像を示す情報および当該対象領域に関係する情報を示す付帯情報を、公衆回線を介して送信し、
　前記対象領域の周辺を表す周辺の画像、並びに、前記公衆回線を介して受信された前記対象領域の画像を示す情報および前記付帯情報に基づいて、前記周辺の画像と前記対象領域の画像とを合成する。
　本発明によれば、セキュリティを確保するとともに、通信容量による回線への負担を軽減することができる。
本発明の実施の形態に係るガス監視システムの構成を概略的に示すブロック図である。 ガス撮像装置および周辺センサーの構成を概略的に示すブロック図である。 ガス検知の原理についての説明図である。 プラントにおける対象領域およびその周辺の一例を示す図である。 ガス監視システムにおける画像合成の処理を示すフローチャートである。
　以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
　図１は、本発明の実施の形態におけるガス監視システム１００の構成を概略的に示すブロック図である。
　図１に示すように、ガス監視システム１００は、端末１、端末２、ガス撮像装置３および周辺センサー４を備える。
　先ず、ガス撮像装置３および周辺センサー４について説明する。図２は、ガス撮像装置３および周辺センサー４の構成を概略的に示すブロック図である。ガス撮像装置３は、プラント内の一以上の箇所に設けられている。
　ガス撮像装置３は、図２に示すように、赤外線撮像部３１（本発明の「遠赤外線カメラ」に対応、ＦＩＲカメラと称される）と、画像処理部３２と、制御部３３と、記憶部３４とを備える。また、ガス撮像装置３にはＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ　Ｓｅｒｉａｌ　Ｂｕｓ）などのインターフェースにより周辺センサー４が接続される。画像処理部３２は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ　Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ）、及び、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ　Ｄｉｓｋ　Ｄｒｉｖｅ）等によって実現され、データの画像処理を行う。また、制御部３３は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を備える。制御部３３に備えられるＣＰＵは、ＲＯＭから処理内容に応じたプログラムを読み出してＲＡＭに展開し、展開したプログラムと協働してガス撮像装置３の各ブロックの動作を集中制御する。
　赤外線撮像部３１は、予め定められたガスを撮像するための光学フィルターを有する。赤外線撮像部３１は、制御部３３の制御に従って、ガスが漏洩しうる対象領域からの赤外線を撮像する。赤外線撮像部３１は、例えば、対象領域の赤外線光学像を所定の結像面上に結像する結像光学系（図示略）と、結像面に受光面を一致させて配置され、対象領域の赤外線光学像を電気的な信号に変換する赤外線イメージセンサー（図示略）とを備える。ここで、ガスは、可燃性ガス、毒性ガスおよび有機溶剤の蒸気など、赤外線を吸収する性質を有する気体であればどのような種類の気体でもよい。
　図３を参照してガス検知の原理について説明する。ガスは、背景の温度に応じて放射される赤外線の一部を吸収する。図３に、背景から放射される赤外線量Ｖ（Ｔｂ）、ガスで吸収される赤外線量をαＶ（Ｔｂ）、ガスから放射される赤外線量Ｖ（Ｔｇ）で示す。ここで、Ｖ（Ｔ）は、絶対温度Ｔ（Ｋ）における黒体放射輝度である。
　ガスは、背景から放射される赤外線量Ｖ（Ｔｂ）と、背景から放射され、ガスを透過する赤外線量（１－α）Ｖ（Ｔｂ）およびガスから放射される赤外線量Ｖ（Ｔｇ）を合算した量との差異に基づいて検知される。したがって、ガス検知の範囲は、赤外線量Ｖ（Ｔｂ）に基づく画像である背景温度画像と、赤外線量（（１－α）Ｖ（Ｔｂ）＋Ｖ（Ｔｇ））に基づく画像であるガスあり画像との差異を抽出した画像として定められる。なお、抽出された画像からノイズ成分が除去されてもよい。
　図４は、プラントにおける対象領域Ａおよびその周辺Ａ１の一例を示す図である。図４に、周辺Ａ１における基準位置Ｂ、対象領域Ａにおけるガス雲Ａ２、および、対象領域Ａにおけるガス漏洩位置Ｃを示す。なお、基準位置Ｂは、プラント内であればどのような場所であってもよいが、例えば、プラント内において識別し易い場所であることが好ましい。また、ガス漏洩位置Ｃは、例えば、ガス雲Ａ２の画像、風向、風速などから定められる。
　画像処理部３２は、赤外線イメージセンサーから出力されるデータの画像処理を行うことで、対象領域Ａの熱分布画像（温度情報）を生成する。具体的には、赤外線イメージセンサーは、対象領域Ａから放出される赤外線量（輝度情報）を計測する。画像処理部３２は、赤外線イメージセンサーにより計測された結果を、赤外線量（輝度情報）と温度との相関関係を参照して対象領域Ａの温度に変換して、熱分布画像（温度情報）を生成する。画像処理部３２は、赤外線イメージセンサーにより計測された赤外線量（輝度情報）から予め定められた画像処理条件でガスの可視化処理（抽出）を行う。制御部３３は、対象領域Ａにおける可視化されたガス雲Ａ２の画像（本発明の「対象領域の画像」に対応）を記憶部３４へ出力する。以下、ガス雲Ａ２の画像を２次元データとして説明する。なお、ガス雲Ａ２の画像は３次元データ（点群データ）であってもよい。
　周辺センサー４は、例えば、距離計４ａ、風向風速計４ｂ、温度計４ｃおよび振動計４ｄを有する。周辺センサー４は、それぞれの計測結果を制御部３３に出力する。制御部３３は、周辺センサー４の計測結果に基づいて対象領域Ａに関係する情報を示す付帯情報を取得する。
　距離計４ａは、制御部３３に接続され、制御部３３の制御に従って、プラントにおける基準位置Ｂの３次元座標（ｘｂ，ｙｂ，ｚｂ）およびガス漏洩位置Ｃの３次元座標（ｘｃ、ｙｃ、ｘｃ）を計測する。距離計４ａは、例えば、光学式、超音波式およびレーザ光式等の計器である。なお、光学式の距離計４ａとしては、例えばステレオカメラがある。距離計４ａによる基準位置Ｂ等の計測は、自動的に行われてもよく、また、ユーザーの遠隔操作により行われてもよい。
　風向風速計４ｂは、制御部３３に接続され、制御部３３の制御に従って、風向および風速を計測する装置である。風向風速計４ｂは、例えば、風車式（プロペラ式）および超音波式等の風向および風速を計測する計器を備えている。
　温度計４ｃは、制御部３３に接続され、制御部３３の制御に従って、外気温度を計測する装置である。ここで、外気温度は、例えばガス撮像装置３の周辺気温である。
　振動計４ｄは、制御部３３に接続され、制御部３３の制御に従って、ガス撮像装置３の振動状態を計測する装置である。振動計４ｄには、例えば、機械式、磁気式、圧電式、光学式、電磁波式などの公知の計器が用いられる。
　制御部３３は、上記する周辺センサー４の計測結果に基づいて対象領域Ａの付帯情報を取得する。付帯情報である基準位置Ｂの３次元座標およびガス漏洩位置Ｃの３次元座標は、周辺Ａ１の画像とガス雲Ａ２の画像とを合成する場合に用いられる情報である（後述する）。また、付帯情報である風速、風向、対象領域Ａの温度と外気温度との差、および、赤外線撮像部３１の振動状態などの環境条件は、ガス雲Ａ２の画像の精度上げるための情報である。また、対象領域Ａの付帯情報には、ガス雲Ａ２の大きさが含まれる。制御部３３は、例えばガス雲Ａ２の画像に基づいてガス雲Ａ２の大きさ（例えば、ｘ方向、ｙ方向及びｚ方向における大きさ）を算出する。ガス雲Ａ２の大きさは、周辺Ａ１の画像とガス雲Ａ２の画像とを合成する場合に用いられる情報である。制御部３３は、プラントにおけるガス漏洩位置Ｃの３次元座標に基づいて、周辺Ａ１の画像における基準位置Ｂの座標とプラントにおける基準位置Ｂの３次元座標との相対的な位置関係を参照して、周辺Ａ１の画像におけるガス漏洩位置Ｃの座標を算出する。上記するそれぞれの付帯情報はテキストデータであるため、サイズ（データ容量）は小さい。
　記憶部３４は、制御部３３に接続され、制御部３３の制御に従って、各種の所定のデータおよび各種の所定のプログラムを記憶する回路である。各種の所定のデータは、ガス雲Ａ２の画像および付帯情報である。各種の所定プログラムには、例えば、対象領域Ａを撮像するための撮像プログラム等の制御処理プログラムが含まれる。記憶部３４は、例えば、不揮発性の記憶素子であるＲＯＭ（Ｒｅａｄ　Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）や書き換え可能な不揮発性の記憶素子であるＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ　Ｅｒａｓａｂｌｅ　Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ　ＲＯＭ）等を備える。記憶部３４は、所定のプログラムの実行中に生じるデータ等を記憶するいわゆる制御部３３のワーキングメモリとなるＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ）等を含む。
　制御部３３は、記憶部３４に記憶されているガス雲Ａ２の画像および付帯情報を端末１に出力する。
　端末１は、例えば、プラント外またはプラント内に設けられている。端末１は、ガス雲Ａ２の画像および付帯情報をガス撮像装置３から定期的に取得し、クラウド５にアップロードするためのパーソナルコンピューターである。端末１は、制御部１１、通信部１２および記憶部１３を有している。制御部１１は、通信部１２および記憶部１３を統括的に制御する。制御部１１は、通信部１２及び記憶部１３を制御して、対象領域Ａの画像を示す情報としてのガス雲Ａ２の画像および付帯情報を、公衆回線を介してクラウド５にアップロードする。制御部１１は、アップロードを自動的に行うように通信部１２を制御する。なお、ガス雲Ａ２の画像のサイズは周辺Ａ１の画像のサイズに対して大幅に小さく、また、付帯情報のサイズも小さいため、ガス雲Ａ２の画像および付帯情報をアップロードする場合に、通信容量による回線への負担がかからない。
　クラウド５上には、端末１及び端末２からネットワークを経由して利用できるクラウドストレージ５１（外部記憶装置）が設けられている。クラウドストレージ５１には、ガス雲Ａ２の画像および付帯情報が記憶される。
　端末２は、例えば、プラント外またはプラント内に設けられている。端末１と端末２とは同じ場所に設けられてもよい。端末２は、ガス雲Ａ２の画像および付帯情報をクラウド５から受信して、付帯情報を参照して、周辺Ａ１の画像とガス雲Ａ２の画像との合成を行うパーソナルコンピューターである。端末２は、制御部２１、通信部２２、記憶部２３および画像合成部２４を有している。制御部２１は、制御部２１、通信部２２、記憶部２３および画像合成部２４を統括的に制御する。制御部２１は、通信部２２および記憶部２３を制御して、公衆回線を介してクラウド５からガス雲Ａ２の画像および付帯情報をダウンロードする。制御部２１は、ダウンロードを自動的に行うように通信部２２を制御する。ガス雲Ａ２の画像および付帯情報をダウンロードする場合も、上記のアップロードする場合と同様に、通信容量による回線への負担がかからない。
　記憶部２３は、公衆回線に接続されていない環境に設けられている。記憶部２３は、周辺Ａ１の画像を記憶している。周辺Ａ１の画像は、当該周辺Ａ１を模式化した２次元データである。なお、周辺Ａ１の画像は３次元データであってもよい。
　画像合成部２４は、クラウド５からダウンロードされたガス雲Ａ２の画像、並びに、記憶部２３から読み出された周辺Ａ１の画像に基づいて、クラウド５からダウンロードされた付帯情報（基準位置Ｂの３次元座標、ガス漏洩位置Ｃの３次元座標、周辺Ａ１の画像におけるガス漏洩位置Ｃの３次元座標）を参照して、周辺Ａ１の画像とガス雲Ａ２の画像とを合成する。制御部２１は、周辺Ａ１の画像とガス雲Ａ２の画像との合成画像を表示部２５に出力する。合成画像は２次元データである。
　表示部２５は、合成画像を表示する。ところで、ガス漏洩位置Ｃが前景により隠れて合成画像に表示されない場合がある。合成画像が２次元データである場合、表示部２５は、操作部（図示略）により、視点（赤外線撮像部３１の位置）を前景とガス漏洩位置Ｃとの間に変更することで、ガス漏洩位置Ｃが表示される。なお、合成画像が３次元データである場合、操作部により、視点を３次元座標上で自由に移動することで、ガス漏洩位置Ｃが表示される。
　次に、ガス監視システム１００における画像合成の処理について図５を参照して説明する。図５は、ガス監視システム１００における画像合成の処理を示すフローチャートである。本処理は、ガス撮像装置３および周辺センサー４の起動により開始される。なお、周辺Ａ１の画像は、公衆回線に接続されていない環境に設けられた記憶部２３に予め記憶されている。
　ステップＳ１００において、赤外線撮像部３１は、対象領域Ａからの赤外線を撮像する。
　ステップＳ１１０において、制御部３３は、周辺センサー４の計測結果に基づいて対象領域Ａの付帯情報を取得する。
　ステップＳ１２０において、画像処理部３２は、対象領域Ａの熱分布画像からガス雲Ａ２の画像を抽出する。
　ステップＳ１３０において、ガス雲Ａ２の画像及び付帯情報を、端末１から公衆回線を介してクラウド５にアップロードする。
　ステップＳ１４０において、ガス雲Ａ２の画像及び付帯情報を、公衆回線を介してクラウド５から端末２にダウンロードする。
　ステップＳ１５０において、画像合成部２４は、周辺Ａ１の画像とガス雲Ａ２の画像を合成する。
　ステップＳ１６０において、表示部２５は、周辺Ａ１の画像とガス雲Ａ２の画像との合成画像を表示する。
　上記実施の形態に係るガス監視システム１００によれば、ガスが漏洩しうる対象領域Ａの画像を撮像するガス撮像装置３と、公衆回線に接続されていない環境に設けられ、対象領域Ａの周辺Ａ１の画像を記憶する記憶部１３と、ガス雲Ａ２の画像および付帯情報を、公衆回線を介して送信する通信部１２と、周辺Ａ１の画像、並びに、公衆回線を介して受信されたガス雲Ａ２の画像および付帯情報に基づいて、周辺Ａ１の画像とガス雲Ａ２の画像とを合成する画像合成部２４と、を備える。これにより、機密性を有する周辺Ａ１の画像を、公衆回線を介して送信しないため、セキュリティを確保することができる。また、公衆回線を介して送信するファイル（ガス雲Ａ２の画像および付帯情報）のサイズが小さくなるため、通信容量による回線への負担を軽減することができる。
　なお、上記実施の形態では、対象領域Ａの画像を示す情報として、ガス雲Ａ２の画像を一例に挙げたが、本発明はこれに限らず、テキストデータであってもよい。テキストデータは、ガス雲Ａ２の画像を作成するための情報であって、例えば、ガス雲Ａ２を模式的に示すガス雲Ａ２の形状、当該形状の輝度情報等を含む情報である。テキストデータのサイズは、ガス雲Ａ２の画像のサイズより小さいため、通信容量による回線への負担をさらに軽減することができる。
　また、上記実施の形態では、基準位置Ｂおよびガス漏洩位置Ｃを距離計４ａにより計測したが、本発明はこれに限らず、例えば、赤外線撮像部３１により取得された熱分布画像に基づいて、算出してもよい。また、基準位置Ｂ等を、距離計４ａおよび熱分布画像の両方に基づいて計測してもよい。
　また、上記実施の形態では、ガス雲Ａ２の画像が抽出され、周辺Ａ１の画像とガス雲Ａ２の画像とが合成されて、合成画像が表示される場合、ガスの検知をユーザーに知らせるための警報を出力するようにしてもよい。
　また、上記実施の形態では、周辺Ａ１の画像として、模式化したデータを一例に挙げたが、本発明はこれに限らず、例えば、周辺Ａ１の画像は、周辺Ａ１を撮影したデータであってもよい。
　また、上記実施の形態では、対象領域Ａの付帯情報として、基準位置Ｂの座標等を一例に挙げたが、本発明はこれに限らず、例えば、ガス配管の温度、ガスの気化熱などの外乱情報を含んでもよい。外乱情報を参照することで、ガス雲Ａ２の画像の精度（解像度）が低下するのを抑えることができる。
　その他、上記実施の形態は、何れも本発明の実施するにあたっての具体化の一例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその要旨、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。
　２０１８年１月１５日出願の特願２０１８－００４１７２に含まれる明細書、図面および要約書の開示内容は、すべて本願に援用される。
　本発明は、セキュリティを確保するとともに、通信容量による回線への負担を軽減することが要求されるガス監視システムに好適に利用される。
 １　端末
 ２　端末
 ３　ガス撮像装置
 ４　周辺センサー
 ４ａ　距離計
 ４ｂ　風向風速計
 ４ｃ　温度計
 ４ｄ　振動計
 ５　クラウド
 １１　制御部
 １２　通信部
 １３　記憶部
 ２１　制御部
 ２２　通信部
 ２３　記憶部
 ２４　画像合成部
 ２５　表示部
 ３１　赤外線撮像部
 ３２　画像処理部
 ３３　制御部
 ３４　記憶部
 １００　ガス監視システム

Claims (13)

  1. 　ガスが漏洩しうる対象領域の画像を撮像する撮像部と、
    　前記対象領域の画像を示す情報および当該対象領域に関係する情報を示す付帯情報を、公衆回線を介して送信する通信部と、
    　前記対象領域の周辺を表す周辺の画像、並びに、前記公衆回線を介して受信された前記対象領域の画像を示す情報および前記付帯情報に基づいて、前記周辺の画像と前記対象領域の画像とを合成する画像合成部と、
    　を備える、
    　ガス監視システム。
  2. 　前記撮像部は、予め定められたガスを撮像するための光学フィルターを有する遠赤外線カメラである、
    　請求項１に記載のガス監視システム。
  3. 　前記通信部は、前記対象領域の画像を示す情報および前記付帯情報を、前記公衆回線を介してクラウドに送信する、
    　請求項１または２に記載のガス監視システム。
  4. 　前記周辺の画像は、前記公衆回線に接続されていない環境に設けられた記憶部に記憶されている、
    　請求項１から３のいずれか一項に記載のガス監視システム。
  5. 　前記周辺の画像は、当該周辺が模式化された２次元または３次元の画像データである、
    　請求項１から４のいずれか一項に記載のガス監視システム。
  6. 　前記対象領域の画像を示す情報は、２次元または３次元の画像データである、
    　請求項１から５のいずれか一項に記載のガス監視システム。
  7. 　前記対象領域の画像を示す情報は、テキストデータである、
    　請求項１から５のいずれか一項に記載のガス監視システム。
  8. 　前記付帯情報は、前記対象領域の座標を含む、
    　請求項１から７のいずれか一項に記載のガス監視システム。
  9. 　前記付帯情報は、前記周辺における基準位置の座標を含む、
    　請求項１から８のいずれか一項に記載のガス監視システム。
  10. 　前記基準位置の座標は、距離計により計測される、
    　請求項９に記載のガス監視システム。
  11. 　前記基準位置の座標は、前記撮像部により撮像した画像に基づいて算出される、
    　請求項９または１０に記載のガス監視システム。
  12. 　前記付帯情報は、風向および風速を含む環境条件である、
    　請求項１から１１のいずれか一項に記載のガス監視システム。
  13. 　ガスが漏洩しうる対象領域の画像を撮像し、
    　前記対象領域の画像を示す情報および当該対象領域に関係する情報を示す付帯情報を、公衆回線を介して送信し、
    　前記対象領域の周辺を表す周辺の画像、並びに、前記公衆回線を介して受信された前記対象領域の画像を示す情報および前記付帯情報に基づいて、前記周辺の画像と前記対象領域の画像とを合成する、
    　ガス監視方法。
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