WO2024127803A1 - 走行台車、温度測定方法、及びコークス炉の操業方法 - Google Patents

Abstract

走行台車１は、駆動装置１０によって走行領域の中の走行面を走行する。走行台車１は、測定対象の温度を測定する温度測定装置４と、走行面の画像情報を取得する画像取得装置２と、画像情報から測定対象を検出する演算装置３とを備える。演算装置３は、画像情報から検出した測定対象の位置に基づいて温度測定装置４の位置又は姿勢を調整する。

Description

走行台車、温度測定方法、及びコークス炉の操業方法

　本開示は、測定対象の温度、特にコークス炉の炉内温度を測定する走行台車及び温度測定方法、並びに、コークス炉の操業方法に関する。

　コークス炉は、石炭を装入し石炭粉を乾留する炭化室と、炉内を高温に保つためガスなどを燃焼させる燃焼室とが交互に並んだ構造を有している。コークス炉の操業において、炉内の温度管理が重要である。現状、炉頂に設けられたフリュー孔から約１０ｍ下に位置する炉底部を放射温度計で測定することによって炉内の温度が管理されている。フリュー孔からの温度測定作業はコークス炉頂という高温かつ粉塵環境下で行われるので、人間が実施する場合に粉塵を吸引したり熱中症になったりする恐れがある。

　自動で温度測定作業を行う装置として、例えば、特許文献１に、ＬｉＤＡＲセンサを用いて自律走行を行うロボットが開示されている。

特開２０２０－８６６７８号公報

　特許文献１に開示されている自律移動ロボットは、あらかじめ座標で特定されている温度測定箇所までＬｉＤＡＲセンサを用いた自律走行で移動して温度を測定する。しかし、コークス炉の炉頂のように走行面に粉塵が堆積し、停止時にスリップして停止位置がずれやすい場所で、特定のスポットを狙って温度を測定する場合、温度測定箇所に対する停止位置の精度が低くなる。温度測定箇所の位置精度の低下によって温度の測定精度が低下する。温度の想定精度の低下によってコークス炉の操業管理の精度が低下する。

　本開示は、上記事実に鑑み、停止位置がずれやすい環境で特定の箇所の温度を測定できる走行台車及び温度測定方法、並びに、特定の箇所の温度の測定結果に基づくコークス炉の操業管理の精度を向上できるコークス炉の操業方法を提供することを目的とする。

　本開示の一実施形態に係る（１）走行台車は、駆動装置によって走行領域の中の走行面を走行する。前記走行台車は、測定対象の温度を測定する温度測定装置と、前記走行面の画像情報を取得する画像取得装置と、前記画像情報から前記測定対象を検出する演算装置とを備える。前記演算装置は、前記画像情報から検出した前記測定対象の位置に基づいて前記温度測定装置の位置又は姿勢を調整する。

　（２）上記（１）の走行台車において、前記演算装置は、画像認識によって前記画像情報から前記測定対象を検出してよい。

　（３）上記（１）又は（２）の走行台車は、前記温度測定装置の位置又は角度の少なくとも一方を調整するアクチュエータを更に備えてよい。

　（４）上記（３）の走行台車において、前記演算装置は、前記温度測定装置によって温度を測定する前に前記アクチュエータによって前記温度測定装置の水平位置又は鉛直角度を調整してよい。

　（５）上記（４）の走行台車は、前記温度測定装置と測定対象との距離を測定する距離測定装置を更に備えてよい。上記（４）の走行台車において、前記演算装置は、前記温度測定装置によって温度を測定している間に前記アクチュエータによって前記温度測定装置の鉛直角度を変化させ、前記距離測定装置の測定結果を用いて前記温度測定装置による温度測定結果のフィルタリングを行ってよい。

　（６）上記（１）から（５）までのいずれか１つの走行台車において、前記演算装置は、前記温度測定装置の測定結果が正常範囲内であるかを判定し、判定結果を通知してよい。

　（７）上記（１）から（６）までのいずれか１つの走行台車は、前記駆動装置の動作量を取得して前記走行台車の移動量を検出する移動量検出装置と、前記走行台車の周囲の障害物情報を取得する測域装置と、前記走行領域の障害物位置情報を記憶する記憶装置とを更に備えてよい。前記演算装置は、前記走行台車の移動量の検出結果と、前記障害物情報と、前記障害物位置情報とを、ＳＬＡＭアルゴリズムに基づくパーティクルフィルタに入力することによって前記走行台車の位置を算出し、前記走行台車を自律走行させてよい。

　（８）上記（７）の走行台車において、前記記憶装置は、少なくとも１つの測定対象の位置を経由点として特定する経由点情報を記憶してよい。前記演算装置は、前記経由点情報に基づいて前記経由点を経由するように前記走行台車を走行させ、前記温度測定装置によって前記経由点で前記測定対象の温度を測定してよい。

　（９）上記（１）から（８）までのいずれか１つの走行台車において、前記測定対象は、前記走行面に存在する孔であってよい。前記温度測定装置は、前記孔の内部の温度を測定してよい。

　（１０）上記（９）の走行台車において、前記孔は、コークス炉の炉頂に形成されたフリュー孔であってよい。前記温度測定装置は、前記フリュー孔を介して前記コークス炉の炉内温度を測定してよい。

　本開示の一実施形態に係る（１１）温度測定方法は、上記（１）から（１０）までのいずれか１つに記載の走行台車を、測定対象が存在する走行領域で走行させる走行工程と、前記走行台車に設置されている画像取得装置によって前記走行面の画像情報を取得する画像取得工程と、前記画像情報から前記測定対象を検出する測定対象検出工程と、前記測定対象の位置に基づいて温度測定装置の位置又は姿勢を調整する調整工程と、前記温度測定装置によって前記測定対象の温度を測定する測定工程とを含む。

　本開示の一実施形態に係る（１２）コークス炉の操業方法は、上記（１０）に記載の走行台車を用いて測定したコークス炉の炉内温度を取得する工程と、前記コークス炉の炉内温度に基づいて、前記コークス炉の操業状態の管理を行う工程とを含む。

　本開示によれば、停止位置がずれやすい環境で特定の箇所の温度を測定できる走行台車及び温度測定方法、並びに、特定の箇所の温度の測定結果に基づくコークス炉の操業管理の精度を向上できるコークス炉の操業方法が提供される。

本開示に係る走行台車の構成例を示す模式図である。 本開示に係る走行台車の構成例を示すブロック図である。 経由点情報を含むリストの一例を示す図である。 走行車両と測定対象であるフリュー孔との位置関係の一例を示す図である。 本開示に係る温度測定方法の手順例を示すフローチャートである。 実施例に係る温度測定装置とフリュー孔との位置関係を示す図である。 実施例に係る走行台車の走行領域内での走行経路を示す図である。 第１測定位置における測定結果を示すグラフである。 第２測定位置における測定結果を示すグラフである。 第３測定位置における測定結果を示すグラフである。

　以下、本開示に係る走行台車、温度測定方法、及びコークス炉の操業方法の実施形態が図面に基づいて説明される。各図面は模式的なものであって、現実のものとは異なる場合がある。また、以下の実施形態は、本開示の技術的思想を具体化するための装置又は方法を例示するものであり、構成を下記のものに特定するものでない。すなわち、本開示の技術的思想は、特許請求の範囲に記載された技術的範囲内において、種々の変更を加えることができる。

（実施形態）
　以下説明する本実施形態において、走行台車１（図１参照）は、コークス炉３０（図４参照）の炉頂に形成されたフリュー孔２０（図４参照）を測定対象として、コークス炉３０の炉頂を走行面として走行しながらフリュー孔２０の内部温度を測定する。具体的に、走行台車１は、フリュー孔２０から１０ｍ程度下方にある幅４００ｍｍ程度のコークス炉３０の燃焼室の炉底部３１（図４参照）の温度を測定する。以下、本実施形態に係る走行台車１の構成例及び動作例が説明される。

＜走行台車１の構成例＞
　図１及び図２に示されるように、本開示の一実施形態に係る走行台車１は、駆動装置１０と、画像取得装置２と、演算装置３と、測定装置１１と、移動量検出装置７と、測域装置８と、記憶装置９とを備える。走行台車１は、自律走行できるように構成されてよい。走行台車１は、外部の装置による制御又は人間の操作によって走行する場合、つまり自律走行しない場合、移動量検出装置７、測域装置８又は記憶装置９のうち少なくとも１つを備えなくてもよい。

＜＜駆動装置１０及び移動量検出装置７＞＞
　駆動装置１０は、走行台車１が走行面の上を走行するときに走行面に接する車輪又はキャタピラ等を備えてよい。駆動装置１０は、車輪又はキャタピラ等を駆動するエンジン又はモータ等の動力を備えてよい。移動量検出装置７は、例えばエンコーダ等を含んで構成されてよい。移動量検出装置７は、駆動装置１０の動作量を検出し、走行台車１の移動量を検出してよい。

＜＜画像取得装置２＞＞
　画像取得装置２は、走行台車１の周囲を撮影するカメラ等の撮像装置を備えてよい。カメラは、走行台車１が走行する領域を撮影するように構成されてよい。カメラは、走行台車１の走行面を撮影するように構成されてよい。画像取得装置２は、走行台車１の前方、すなわち走行台車１の進行方向側に設置されてよい。

＜＜測定装置１１＞＞
　測定装置１１は、温度測定装置４と、距離測定装置６と、アクチュエータ５とを備える。測定装置１１は、距離測定装置６又はアクチュエータ５のうち少なくとも１つを備えなくてもよい。

　温度測定装置４は、測定対象の温度を測定する。本実施形態において、温度測定装置４は、フリュー孔２０の内部の温度を測定する。温度測定装置４は、例えば赤外線式の放射温度計を含んで構成されてよい。温度測定装置４が赤外線式の放射温度計である場合、温度測定装置４は、測定対象の所定範囲から射出される赤外線を受光して測定対象の所定範囲の温度を測定する。所定範囲は、測定スポットとも称される。測定スポット、又は、測定スポットに含まれる点は、温度測定点とも総称される。つまり、温度測定装置４は、測定対象の中の温度測定点の温度を測定する。温度測定装置４は、放射温度計に限られず、他の種々の温度測定手段を含んで構成されてよい。

　距離測定装置６は、温度測定装置４から測定対象までの距離を測定する。本実施形態において、距離測定装置６は、温度測定装置４からフリュー孔２０の内部の温度測定点までの距離を測定する。距離測定装置６は、例えばレーザ距離計を含んで構成されてよい。距離測定装置６は、レーザ距離計に限られず、超音波式又は光学式等の他の種々の距離測定手段を含んで構成されてよい。

　温度測定装置４及び距離測定装置６は、アクチュエータ５を介して走行台車１に設置されてよい。アクチュエータ５は、温度測定装置４及び距離測定装置６を動かすためのモータ又は圧電デバイス等を含んで構成されてよい。アクチュエータ５は、温度測定装置４及び距離測定装置６を直線的に動かすためのリニアスライダを含んで構成されてよい。

　アクチュエータ５は、温度測定装置４及び距離測定装置６を動かすことによって、走行台車１に対する温度測定装置４及び距離測定装置６の相対的な位置又は角度を調整できる。走行台車１に対する温度測定装置４及び距離測定装置６の相対的な位置は、走行面に沿った水平面内で調整されてよい。走行台車１に対する温度測定装置４及び距離測定装置６の相対的な角度は、鉛直方向を基準として調整されてよい。つまり、走行台車１に対する温度測定装置４及び距離測定装置６の水平位置及び鉛直角度が調整されてよい。

　温度測定装置４の相対的な位置又は角度を調整することによって、温度測定点の位置が調整される。距離測定装置６の位置又は角度は、温度測定装置４から温度測定点までの距離を測定できるように調整される。温度測定装置４及び距離測定装置６が両方ともアクチュエータ５に取り付けられている場合、距離測定装置６の位置又は角度は、温度測定装置４の位置又は角度と同時に調整される。

＜＜演算装置３＞＞
　演算装置３は、図２に示されるように走行台車１の各構成部と接続され、走行台車１の各構成部から情報又はデータを取得可能に構成され、走行台車１の各構成部を制御可能に構成される。演算装置３は、走行台車１の位置を算出したり走行台車１の位置を取得したりしてよい。演算装置３は、走行台車１の位置に基づいて走行台車１を走行させるように駆動装置１０を制御してよい。演算装置３は、走行台車１の走行経路を算出してよい。演算装置３は、温度の測定対象であるフリュー孔２０の位置を検出し、温度測定装置４及び距離測定装置６の位置及び角度を調整するようにアクチュエータ５を制御してよい。演算装置３は、測定対象の温度測定結果を温度測定装置４から取得してよい。

　演算装置３は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）又はＧＰＵ（Graphics Processing Unit）等の少なくとも１つのプロセッサを含んで構成されてよい。演算装置３は、１つのプロセッサで構成されてよいし、複数のプロセッサで構成されてよい。演算装置３を構成するプロセッサは、後述する記憶部に格納されたプログラムを読み込んで実行することによって、走行台車１の機能を実現してよい。

　演算装置３は、記憶部を備えてよい。記憶部は、各種の情報又はデータ等を格納する。記憶部は、例えば演算装置３において実行されるプログラム、又は、演算装置３において実行される処理で用いられるデータ若しくは処理の結果等を格納してよい。また、記憶部は、演算装置３のワークメモリとして機能してよい。記憶部は、例えば半導体メモリ等を含んで構成されてよいがこれに限定されない。例えば、記憶部は、演算装置３として用いられるプロセッサの内部メモリとして構成されてもよいし、演算装置３からアクセス可能なハードディスクドライブ（ＨＤＤ）として構成されてもよい。記憶部は、非一時的な読み取り可能媒体として構成されてもよい。記憶部は、演算装置３と一体に構成されてもよいし、演算装置３と別体として構成されてもよい。走行台車１が記憶装置９を備える場合、演算装置３は、記憶部を記憶装置９として機能させてもよい。演算装置３の記憶部と記憶装置９とは、一体に構成されてもよいし、それぞれ別体として構成されてもよい。

　演算装置３は、通信部を備えてよい。通信部は、有線又は無線によって他の装置と通信するための通信インタフェースを含んで構成されてよい。通信インタフェースは、ネットワークを介して他の装置と通信可能に構成されてよい。通信部は、他の装置との間でデータを入出力する入出力ポートを含んで構成されてよい。通信部は、プロセスコンピュータ又は上位システムに対して、必要なデータ及び信号を送受信する。通信部は、有線通信規格に基づいて通信してよいし、無線通信規格に基づいて通信してもよい。例えば無線通信規格は３Ｇ、４Ｇ及び５Ｇ等のセルラーフォンの通信規格を含んでよい。また、例えば無線通信規格は、ＩＥＥＥ８０２．１１及びＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）等を含んでよい。通信部は、これらの通信規格の１つ又は複数をサポートしてよい。通信部は、これらの例に限られず、種々の規格に基づいて他の装置と通信したりデータを入出力したりしてよい。通信部は、演算装置３と一体に構成されてもよいし、演算装置３と別体として構成されてもよい。

　演算装置３は、人間から情報又はデータ等の入力を受け付ける入力デバイスを含んで構成されてよい。入力デバイスは、例えば、タッチパネル若しくはタッチセンサ、又はマウス等のポインティングデバイスを含んで構成されてよい。入力デバイスは、物理キーを含んで構成されてもよい。入力デバイスは、マイク等の音声入力デバイスを含んで構成されてもよい。演算装置３は、外部の入力デバイスに接続可能に構成されてよい。演算装置３は、外部の入力デバイスに入力された情報又はデータを、外部の入力デバイスから取得可能に構成されてよい。

＜＜測域装置８及び記憶装置９＞＞
　測域装置８は、例えばレーザ式のレーザレンジファインダ、赤外線センサ、超音波センサ、電波によるレーダーセンサ、デプスカメラ又はステレオカメラ等を含んで構成されてよい。測域装置８は、走行台車１の走行中に走行台車１の周囲の障害物情報、すなわち周囲構造物の２次元又は３次元形状情報を取得するように構成されてよい。

　記憶装置９は、走行台車１の走行領域内の障害物位置情報若しくは経由点情報、又は、温度測定装置４による温度測定結果等を記憶するように構成されてよい。経由点情報は、走行台車１の走行領域内で走行台車１が自律走行する際に経由する点を表す。経由点情報は、図３に例示されるように、各経由点の位置座標の情報と、各経由点における走行台車１の姿勢角θの情報を、走行台車１が巡回する順番に並べたリストとして生成されてよい。各経由点の位置座標は、走行台車１の走行面におけるｘ座標及びｙ座標として表されてよい。各経由点における走行台車１の姿勢角θは、ｘ軸の正の方向に対する走行台車１の進行方向の角度として表されてよい。図３の例において、経由点情報は、走行台車１が巡回するｊ個の経由点の情報を含む。

　走行台車１が自律走行する場合、演算装置３は、走行台車１が例えばｉ番目の経由点に到達した後で、ｉ＋１番目の経由点を次の移動目標として走行台車１を自律走行させることを繰り返す。演算装置３は、走行台車１が最後のｊ番目の経由点に到達するまで走行台車１を自律走行させてよい。演算装置３は、走行台車１が最後のｊ番目の経由点に到達して温度を測定した後、走行台車１が初期位置に戻るように自律走行させてもよい。

　走行台車１が自律走行しない場合、走行台車１を制御する外部の装置、又は、走行台車１を操作する人間は、経由点情報に基づいて走行台車１を走行させてよい。

　記憶装置９があらかじめ経由点情報を記憶することによって、測定対象となるフリュー孔２０が多数存在する場合であっても、走行台車１は、自律走行によって各測定対象を巡回して温度を測定できる。

　演算装置３は、測域装置８から取得した走行台車１の周囲の障害物情報と、記憶装置９に記憶されている障害物位置情報とに基づいて、走行台車１の位置を算出してよい。演算装置３は、カルマンフィルタ、拡張カルマンフィルタ、パーティクルフィルタ又はベイズフィルタ等を用いたＳＬＡＭ（Simultaneous Localization And Mapping）アルゴリズムに基づいて走行台車１の位置を算出してよい。演算装置３は、ＳＬＡＭアルゴリズムの出力結果に、移動量検出装置７の結果に基づいてオドメトリで推定した走行台車１の位置、ＧＰＳ（Global Positioning System）等の衛星測位システムによる走行台車１の測位結果、又は、加速度センサ等を含むＩＭＵ（Inertial Measurement Unit）の出力に基づいて算出した走行台車１の位置等の情報を組み合わせることによって、走行台車１の位置の算出精度を高めてよい。

＜走行台車１の動作例＞
　本実施形態に係る走行台車１は、走行面を走行し、走行面上に存在する測定対象であるフリュー孔２０まで移動し、温度測定装置４によってフリュー孔２０の内部の温度を測定する。以下、走行台車１が走行面を自律走行する場合の動作例が説明される。

＜＜測定対象までの移動＞＞
　演算装置３は、走行台車１が自律走行して巡回する測定対象を設定する。本実施形態において、演算装置３は、走行面上又は炉頂に存在する複数のフリュー孔２０から選択された少なくとも１つのフリュー孔２０を測定対象として温度を測定するように走行台車１を自律走行させるとする。

　演算装置３は、少なくとも１つの測定対象の位置を設定する。測定対象の位置は、測定位置とも称される。つまり、演算装置３は、少なくとも１つの測定位置を設定する。演算装置３は、測定対象とするフリュー孔２０の情報を経由点情報として記憶装置９に格納する。なお、演算装置３は、測定対象とするフリュー孔２０について、人間が複数のフリュー孔２０から予め選択したフリュー孔２０の情報を、経由点情報としてリスト化して記憶装置９に格納しておいてもよい。例えば、演算装置３は、人間からの、測定対象とするフリュー孔２０を選択する入力を受け付けてよい。演算装置３は、人間からの、測定対象とするフリュー孔２０に関する情報の入力を受け付けてよい。演算装置３は、人間からの入力に基づいて、測定対象とするフリュー孔２０の情報を経由点情報として記憶装置９に格納してよい。

　演算装置３は、経由点情報に基づいて走行台車１を走行領域内で自律走行させる。演算装置３は、移動量検出装置７で検出した走行台車１の移動量と、測域装置８で取得した障害物情報と、記憶装置９に記録された障害物位置情報とをＳＬＡＭアルゴリズムに基づくパーティクルフィルタに入力することによって走行台車１の位置を算出する。演算装置３は、測域装置８による周囲構造物の形状の測定結果と、記憶装置９にあらかじめ格納している周囲構造物の形状と比較することによって走行台車１の位置を算出してよい。演算装置３は、走行台車１の位置の算出結果に基づいて、走行台車１を経由点まで自律走行させる。

＜＜測定対象に対する温度測定装置４の位置調整＞＞
　演算装置３は、走行台車１が経由点に到着した場合、画像取得装置２によって走行台車１の周囲の走行面の画像情報を取得する。演算装置３は、取得した画像情報の画像認識を実行することによって測定対象であるフリュー孔２０の位置を検出する。

　演算装置３は、走行台車１が到着した位置及び走行台車１の走行面に対する姿勢を算出する。走行台車１の姿勢は、走行台車１の進行方向が走行面、すなわち水平面に対してなす角度と、走行台車１の進行方向が走行面のｘ軸の正の方向に対してなす角度とによって特定されるとする。走行台車１の進行方向が走行面、すなわち水平面に対してなす角度は、走行面の凹凸等に起因して、演算装置３が想定する角度と異なることがある。また、走行台車１の位置又は姿勢は、走行台車１の駆動装置１０に含まれる車輪等の滑りに起因して、演算装置３が想定する位置又は姿勢と異なることがある。

　演算装置３は、走行台車１の位置及び姿勢によって定まる温度測定装置４の位置及び姿勢を算出する。温度測定装置４の位置は、温度測定装置４を走行面上に射影した位置のｘ座標及びｙ座標として表されるとする。温度測定装置４の姿勢は、温度測定装置４から温度測定点までの方向が鉛直方向に対してなす角度として表されるとする。

　演算装置３は、温度測定装置４を走行面上に射影したときの位置が測定対象であるフリュー孔２０の範囲内に位置するか判定してよい。演算装置３は、温度測定装置４を走行面上に射影したときの位置がフリュー孔２０の範囲外に位置する場合、温度測定装置４を走行面上に射影したときの位置がフリュー孔２０の範囲内に位置するようにアクチュエータ５を制御してよい。演算装置３は、駆動装置１０を制御することによって、温度測定装置４を走行面上に射影したときの位置がフリュー孔２０の範囲内に位置するように走行台車１を移動させてもよい。

　温度測定装置４がフリュー孔２０の範囲内に位置する場合であっても、図４に例示されるように、温度測定装置４の姿勢（赤外線を受光する方向）によって温度測定点が変化する。図４において、フリュー孔２０は、走行台車１の走行面に位置する、側面２２によって区画された開口として特定されるとする。ここで、コークス炉３０は、フリュー孔２０と、フリュー孔２０の下に位置する燃焼室とを備える。コークス炉３０の燃焼室は、炉底部３１と炉側部３２とによって区画された空間として構成される。フリュー孔２０は、コークス炉３０の燃焼室の上に位置する。逆に言えば、フリュー孔２０の下にコークス炉３０の燃焼室が位置する。温度測定装置４の姿勢によって、温度測定点は、炉底部３１の上の点３３又は点３４に位置したり、炉底部３１から外れた炉側部３２の上の点３５又は点３６に位置したりする。

　演算装置３は、温度測定装置４の位置及び姿勢と、画像認識によって検出したフリュー孔２０の位置とに基づいて温度測定点の位置を算出する。演算装置３は、温度測定点が測定対象であるフリュー孔２０の内部のコークス炉３０の炉底部３１に位置するかを判定する。演算装置３は、温度測定点が炉底部３１から外れている場合、アクチュエータ５を制御することによって、温度測定点が炉底部３１の上に位置するように温度測定装置４の姿勢を変更してよい。

　演算装置３は、距離測定装置６によって温度測定装置４から温度測定点までの距離を測定してよい。図４において温度測定装置４から温度測定点までの距離はＤで表される。演算装置３は、温度測定装置４から温度測定点までの距離（Ｄ）が距離閾値（Ｄｔｈ）より大きい場合に、温度測定点が炉底部３１に位置すると判定してよい。演算装置３は、距離閾値を、走行面から炉底部３１までの深さに基づいて適宜設定してよい。

＜＜温度測定及び判定＞＞
　演算装置３は、温度測定点が炉底部３１に位置すると判定した場合、温度測定装置４によって温度測定点の温度を測定する。

　演算装置３は、アクチュエータ５を制御して温度測定装置４及び距離測定装置６の角度を鉛直方向に対して変化させながら、複数の温度測定点の距離及び温度を測定してよい。

　演算装置３は、測定結果を処理する。例えば、演算装置３は、距離測定装置６の測定結果を用いて温度測定装置４の測定結果のフィルタリングを行ってよい。演算装置３は、距離閾値より大きい距離の測定結果に対応する温度の測定結果を、炉底部３１の温度の測定結果として採用してよい。演算装置３は、あらかじめ温度測定点が炉底部３１に位置することを確認して温度を測定した結果を、炉底部３１の温度の測定結果として採用してよい。演算装置３は、炉底部３１の温度の測定結果を記憶装置９に格納してよい。演算装置３は、炉底部３１の温度の測定結果を外部の装置に出力してよい。演算装置３は、温度測定装置４から温度測定点までの距離が距離閾値を超えている場合の温度測定結果のみを採用することによって、炉底部３１から外れた点の温度測定結果を排除でき、炉底部３１の上の点の温度測定結果のみを管理できる。その結果、コークス炉３０の温度の測定精度が向上する。炉底部３１から外れた点は、例えば炉側部３２等の上の点を含んでよい。

　演算装置３は、炉底部３１の温度測定結果が正常範囲内であるか判定する。炉底部３１の温度の正常範囲の上限又は下限は、コークス炉３０の操業状態に応じて適宜設定されるとする。演算装置３は、炉底部３１の温度測定結果が正常範囲外である場合、コークス炉３０の状態が異常であると判定し、例えば警報を発する等の方法によって判定結果を外部に通知してよい。演算装置３は、炉底部３１の温度測定結果が正常範囲内である場合、走行台車１が位置する経由点におけるフリュー孔２０の内部のコークス炉３０の状態が正常であると判定する。演算装置３は、経由点情報において次の経由点が残っている場合、次の経由点に走行台車１を走行させ、次の経由点で上述した温度測定及び判定を繰り返す。演算装置３は、経由点情報に含まれる全ての経由点の巡回を完了した場合、走行台車１の走行を停止してよいし、走行台車１を初期位置まで走行させてよい。

＜＜フローチャートの例＞＞
　演算装置３は、図５に例示されるフローチャートの手順を含む温度測定方法を実行してよい。温度測定方法は、演算装置３に含まれるプロセッサに実行させる温度測定プログラムとして実現されてもよい。温度測定プログラムは、非一時的なコンピュータ読み取り可能な媒体に格納されてよい。

　演算装置３は、測定位置を設定する（ステップＳ１）。ステップＳ１の手順において演算装置３は、測定対象とする少なくとも１つのフリュー孔２０の情報を、人間から入力された情報に基づいてあらかじめ経由点情報のリストとして記憶装置９に格納しておくと仮定する。

　演算装置３は、走行台車１を経由点情報のリストのｉ番目の測定位置へ走行させる（ステップＳ２）。演算装置３は、走行台車１がｉ番目の測定位置に到着した場合に画像取得装置２によって走行台車１の周囲の走行面の画像情報を取得する（ステップＳ３）。演算装置３は、画像認識によって画像情報から測定対象であるフリュー孔２０を検出する（ステップＳ４）。

　演算装置３は、ステップＳ４の手順で検出したフリュー孔２０の位置に基づいて、測定位置においてアクチュエータ５を制御することによって温度測定点の位置を調整する（ステップＳ５）。演算装置３は、少なくとも１つの温度測定点において温度、及び、温度測定装置４から温度測定点までの距離を測定する（ステップＳ６）。演算装置３は、測定結果を処理し、採用した温度測定結果を記憶装置９に記録する（ステップＳ７）。演算装置３は、ステップＳ５からＳ７までの手順において、複数の温度測定点の温度及び距離を測定し、距離の測定結果が距離閾値より大きくなる温度測定点で温度を測定した結果を採用してよい。演算装置３は、ステップＳ５からＳ７までの手順において、温度測定点が炉底部３１の上に位置することを確認した上で温度を測定した結果を採用してもよい。

　演算装置３は、ｉ番目の測定位置で測定した温度が異常であるか判定する（ステップＳ８）。具体的に、演算装置３は、採用した温度測定結果が正常範囲外である場合に温度が異常であると判定してよい。

　演算装置３は、ｉ番目の測定位置で測定した温度が異常でない場合（ステップＳ８：ＮＯ）、すなわちｉ番目の測定位置で測定した温度が正常である場合、次のｉ＋１番目の測定位置が有るか判定する（ステップＳ９）。演算装置３は、ｉ＋１番目の測定位置が有る場合（ステップＳ９：ＹＥＳ）、ステップＳ２の手順に戻ってｉ＋１番目の測定位置へ走行台車１を走行させ、ステップＳ３からＳ８までの温度測定及び判定の手順を繰り返す。演算装置３は、ｉ＋１番目の測定位置が無い場合（ステップＳ９：ＮＯ）、図５のフローチャートの手順の実行を終了する。

　演算装置３は、ｉ番目の測定位置で測定した温度が異常である場合（ステップＳ８：ＹＥＳ）、温度が異常であることを通知する（ステップＳ１０）。演算装置３は、ステップＳ１０の手順の実行後、図５のフローチャートの手順の実行を終了する。演算装置３は、ステップＳ１０の手順の実行後、ステップＳ９の手順に進み、次の測定位置における動作を繰り返してもよい。

＜小括＞
　以上述べてきたように、本実施形態に係る走行台車１において、画像取得装置２は、走行台車１が測定位置に到着した場合に測定対象の画像情報を取得する。演算装置３は、画像情報に基づいて測定対象の位置を検出し、測定対象の特定箇所に温度測定点が入るようにアクチュエータ５を制御することによって温度測定装置４の位置又は姿勢を調整して測定対象の特定箇所の温度を測定する。本実施形態において、測定対象の特定箇所は、炉底部３１であるとする。演算装置３が画像情報に基づいて測定対象の位置を検出して温度測定装置４の位置又は姿勢を調整することによって、測定位置における走行台車１の停止位置がずれたり走行台車１の姿勢が走行面の段差等の凹凸によって傾斜したりする場合でも、測定対象の特定箇所の温度が測定される。その結果、温度の測定精度が向上する。

　また、本実施形態に係る走行台車１において、演算装置３は、温度測定装置４及び距離測定装置６の角度を変えながら複数の温度測定点の温度及び距離を測定し、各温度測定点までの距離に基づいて温度測定結果をフィルタリングしてよい。複数の温度測定点を測定して温度測定結果をフィルタリングすることによって、温度測定点を決定する精度が低い場合であっても測定対象の特定箇所の温度測定結果を得られる可能性が高くなる。また、測定対象側の形状が傾いている場合であっても測定対象の特定箇所の温度測定結果を得られる可能性が高くなる。本実施形態において、測定対象側の形状は、コークス炉３０の炉底部３１の形状であるとする。その結果、温度の測定精度が向上する。また、温度測定点を１点だけ決定する場合、温度測定点を決定する精度を高めるために装置構成が複雑になったり装置コストが増加したりすることがある。複数の温度測定点を測定して温度測定結果をフィルタリングすることによって簡便に測定対象の特定箇所の温度測定結果が得られる。

＜コークス炉３０の操業方法＞
　上述してきた走行台車１を用いて測定したフリュー孔２０の内部の温度測定結果に基づいて、コークス炉３０の操業状態が管理されてよい。例えば、コークス炉３０の操業状態を管理する装置は、走行台車１からフリュー孔２０の内部の温度測定結果を取得し、温度測定結果に基づいてコークス炉３０へのガスの供給量等を制御してよい。コークス炉３０の操業状態を管理する装置は、温度が正常範囲内である場合のコークス炉３０の制御内容と、温度が正常範囲外である場合のコークス炉３０の制御内容とを異ならせてよい。

　コークス炉３０の操業状態を管理する装置は、コークス炉３０の操業方法を実行してよい。コークス炉３０の操業方法は、走行台車１から温度測定結果を取得する工程を含んでよい。コークス炉３０の操業方法は、温度測定結果に基づいてコークス炉３０の操業状態を管理する工程を含んでよい。コークス炉３０の操業方法は、温度が正常範囲内であるか判定する工程を含んでよい。コークス炉３０の操業方法は、温度が正常範囲内である場合のコークス炉３０の制御内容と、温度が正常範囲外である場合のコークス炉３０の制御内容とを異ならせる工程を含んでよい。

　走行台車１による温度測定結果を用いてコークス炉３０の操業状態を管理することによって、人手を用いずに簡便にコークス炉３０の操業状態が管理される。

（他の実施形態）
　他の実施形態として、画像取得装置２がサーモビュアを含んで構成されてよい。演算装置３は、フリュー孔２０の温度がフリュー孔２０の周囲の走行面の温度よりも高いことを利用して、サーモビュア画像を二値化することによってフリュー孔２０を検出してよい。また、画像取得装置２がサーモビュアを含んで構成される場合、演算装置３は、サーモビュアで得られたフリュー孔２０の温度を、フリュー孔２０の内部の温度測定結果として採用してもよい。

　上述してきた実施形態において、温度測定装置４は、フリュー孔２０を測定対象として、フリュー孔２０の内部の温度を測定した。温度測定装置４の測定対象は、フリュー孔２０に限られず、走行台車１の走行面に存在する孔であってよい。温度測定装置４は、走行台車１の走行面に存在する孔の内部の温度を測定してよい。

（実施例）
　以下、実施例が説明される。

　本開示に係る走行台車１による効果を実証するため、図１に例示される走行台車１によって、実施例として、図６に示されるようにコークス炉３０の燃焼室底部、すなわち炉底部３１の温度測定試験が実施された。図６において、走行台車１の走行面から２００ｍｍの高さに温度測定装置４及び距離測定装置６が設置されているとする。フリュー孔２０の開口径は、φ１００ｍｍであるとする。コークス炉３０の幅は、４００ｍｍであるとする。走行面からコークス炉３０の炉底部３１までの深さは、９０００ｍｍであるとする。走行台車１は、温度測定装置４として放射温度計を備えるとする。走行台車１は、移動量検出装置７として、駆動輪に設置されたエンコーダを備えるとする。走行台車１は、測域装置８としてＬｉＤＡＲセンサを備えるとする。走行台車１は、ＳＬＡＭアルゴリズムを用いて算出した位置情報に基づいて自律走行する自律走行台車であるとする。

　図７に例示されるように、走行台車１は、走行領域内に設定された経路に沿って走行する。本実施例において、第１測定位置Ｐ１と、第２測定位置Ｐ２と、第３測定位置Ｐ３とが走行領域に設定されている。走行領域の各測定位置は、原点Ｏ（０，０）を基準位置としてｘｙ座標系によって特定される。また、各測定位置における走行台車１の向きが姿勢角θとして特定される。各測定位置を特定するパラメータは、（ｘ，ｙ，θ）の形式で表されるとする。

　走行台車１の初期位置Ｐ０は、（１．０，１．０，０°）で特定される。第１測定位置Ｐ１は、（２．０，２．０，９０°）で特定される。第２測定位置Ｐ２は、（３．５，２．０，９０°）で特定される。第３測定位置Ｐ３は、（５．０，２．０，９０°）で特定される。走行台車１は、初期位置Ｐ０から、第１測定位置Ｐ１、第２測定位置Ｐ２及び第３測定位置Ｐ３の順に経由して初期位置Ｐ０に戻るように走行する。走行台車１は、各測定位置で温度測定を実行する。走行台車１の経路は、走行領域内に存在する障害物４０を避けるように設定されている。

　走行台車１が各測定位置で停止したときの実際のｘ座標及びｙ座標並びに姿勢角θが表１に示される。

　演算装置３は、各測定位置で放射温度計の鉛直角度を－１０°～１０°まで０．５°ピッチで変化させながら温度と温度測定点までの距離を測定した。各測定位置における距離及び温度の測定結果が表２に示される。第１測定位置Ｐ１における距離及び温度の測定結果のグラフが図８に示される。第２測定位置Ｐ２における距離及び温度の測定結果のグラフが図９に示される。第３測定位置Ｐ３における距離及び温度の測定結果のグラフが図１０に示される。

　ここで、距離閾値（Ｄｔｈ）を８．８ｍとすると、測定結果によれば、鉛直角－１．０°～１．０°の範囲で距離の測定結果として距離閾値より大きい値が得られている。したがって、この範囲のデータで炉底部３１の温度が測定できていることがわかる。この範囲での温度測定データの平均値を本実施例の温度測定結果として算出した値と、手計測結果の値とを比較するデータが表３に示される。

　本実施例の温度測定結果と、手計測結果の値とがよく一致していることがわかる。したがって、本開示に係る走行台車１によって、問題なく炉底部３１の温度が測定できていることがわかる。

　本開示の実施形態について、諸図面及び実施例に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形又は改変を行うことが可能であることに注意されたい。従って、これらの変形又は改変は本開示の範囲に含まれることに留意されたい。例えば、各構成部又は各ステップなどに含まれる機能などは論理的に矛盾しないように再配置可能であり、複数の構成部又はステップなどを１つに組み合わせたり、或いは分割したりすることが可能である。本開示に係る実施形態は装置が備えるプロセッサにより実行されるプログラム又はプログラムを記録した記憶媒体としても実現し得るものである。本開示の範囲にはこれらも包含されるものと理解されたい。

　１　走行台車（２：画像取得装置、３：演算装置、７：移動量検出装置、８：測域装置、９：記憶装置、１０：駆動装置、１１：測定装置（４：温度測定装置、５：アクチュエータ、６：距離測定装置））
　２０　フリュー孔（２２：側面）
　３０　コークス炉（３１：炉底部、３２：炉側部、３３～３６：点）
　４０　障害物

Claims (12)

1. 　駆動装置によって走行領域の中の走行面を走行する走行台車であって、
   　測定対象の温度を測定する温度測定装置と、
   　前記走行面の画像情報を取得する画像取得装置と、
   　前記画像情報から前記測定対象を検出する演算装置と
   を備え、
   　前記演算装置は、前記画像情報から検出した前記測定対象の位置に基づいて前記温度測定装置の位置又は姿勢を調整する、走行台車。
2. 　前記演算装置は、画像認識によって前記画像情報から前記測定対象を検出する、請求項１に記載の走行台車。
3. 　前記温度測定装置の位置又は角度の少なくとも一方を調整するアクチュエータを更に備える、請求項１又は２に記載の走行台車。
4. 　前記演算装置は、前記温度測定装置によって温度を測定する前に前記アクチュエータによって前記温度測定装置の水平位置又は鉛直角度を調整する、請求項３に記載の走行台車。
5. 　前記温度測定装置と測定対象との距離を測定する距離測定装置を更に備え、
   　前記演算装置は、
   　前記温度測定装置によって温度を測定している間に前記アクチュエータによって前記温度測定装置の鉛直角度を変化させ、
   　前記距離測定装置の測定結果を用いて前記温度測定装置による温度測定結果のフィルタリングを行う、
   請求項４に記載の走行台車。
6. 　前記演算装置は、前記温度測定装置の測定結果が正常範囲内であるかを判定し、判定結果を通知する、請求項１から５までのいずれか一項に記載の走行台車。
7. 　前記駆動装置の動作量を取得して前記走行台車の移動量を検出する移動量検出装置と、
   　前記走行台車の周囲の障害物情報を取得する測域装置と、
   　前記走行領域の障害物位置情報を記憶する記憶装置と
   を更に備え、
   　前記演算装置は、前記走行台車の移動量の検出結果と、前記障害物情報と、前記障害物位置情報とを、ＳＬＡＭアルゴリズムに基づくパーティクルフィルタに入力することによって前記走行台車の位置を算出し、前記走行台車を自律走行させる、
   請求項１から６までのいずれか一項に記載の走行台車。
8. 　前記記憶装置は、少なくとも１つの測定対象の位置を経由点として特定する経由点情報を記憶し、
   　前記演算装置は、前記経由点情報に基づいて前記経由点を経由するように前記走行台車を走行させ、前記温度測定装置によって前記経由点で前記測定対象の温度を測定する、
   請求項７に記載の走行台車。
9. 　前記測定対象は、前記走行面に存在する孔であり、
   　前記温度測定装置は、前記孔の内部の温度を測定する、
   請求項１から８までのいずれか一項に記載の走行台車。
10. 　前記孔は、コークス炉の炉頂に形成されたフリュー孔であり、
    　前記温度測定装置は、前記フリュー孔を介して前記コークス炉の炉内温度を測定する、
    請求項９に記載の走行台車。
11. 　請求項１から１０までのいずれか一項に記載の走行台車を、測定対象が存在する走行領域で走行させる走行工程と、
    　前記走行台車に設置されている画像取得装置によって前記走行面の画像情報を取得する画像取得工程と、
    　前記画像情報から前記測定対象を検出する測定対象検出工程と、
    　前記測定対象の位置に基づいて温度測定装置の位置又は姿勢を調整する調整工程と、
    　前記温度測定装置によって前記測定対象の温度を測定する測定工程と
    を含む、温度測定方法。
12. 　請求項１０に記載の走行台車を用いて測定したコークス炉の炉内温度を取得する工程と、
    　前記コークス炉の炉内温度に基づいて、前記コークス炉の操業状態の管理を行う工程と
    を含む、コークス炉の操業方法。

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