(57)【要約】【課題】無線設備やマーカを設置できないプラント設備において、プラント内の現在位置を検知して、プラント内目的地までのナビゲーションを可能にする。【解決手段】モバイル端末に備えるカメラで撮影して得られる画像を用いて、プラント設備内におけるプラント設備機器を認識して現在位置を検知し、移動経路測定部が、モバイル端末のプラント設備内での移動量を積算して、基準位置からの相対移動経路を算出する。そして、認識したプラント設備情報と、データベースから取得される情報とを比較して絶対位置を得、相対移動経路で得られた相対位置を絶対位置に置き換えて、ナビゲーションを行う。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
カメラを備えるモバイル端末を用いて、プラント設備内における作業対象のプラント設備機器を認識してナビゲーションするプラント設備ナビゲーションシステムであって、
前記モバイル端末の移動を感知するセンサを用いて、前記プラント設備内での移動量を積算して、基準位置からの相対移動経路を算出する移動経路測定部と、
前記作業対象のプラント設備機器および当該プラント設備機器の周辺に存在する配管を前記カメラで撮影して得られる画像から、前記配管に関する情報を第１の特徴量として取得する特徴量取得部と、
前記第１の特徴量と、データベースから取得される前記配管に関する第２の特徴量とを比較して、絶対位置を得る特徴量比較部と、
前記移動経路測定部で得た相対移動経路に基づいた相対位置と、前記特徴量比較部で得た絶対位置とを関連付けて、前記相対移動経路に基づいた相対位置を、絶対位置に置き換えて現在位置を表示する現在位置情報表示部と、を備える
プラント設備ナビゲーションシステム。
【請求項２】
前記特徴量比較部の比較結果または前記現在位置情報表示部で得た絶対位置を基に、前記配管に関する情報と、当該配管に関する情報から絞り込まれた前記作業対象のプラント設備機器の設備情報とを表示する設備情報表示部を備える
請求項１に記載のプラント設備ナビゲーションシステム。
【請求項３】
前記設備情報には、前記作業対象のプラント設備機器に関する作業指示内容を含む
請求項２に記載のプラント設備ナビゲーションシステム。
【請求項４】
前記データベースは、前記第２の特徴量として、前記プラント設備内における配管の配管径、配管長および床もしくは壁から配管までの距離を含む
請求項１に記載のプラント設備ナビゲーションシステム。
【請求項５】
前記データベースは、さらに、前記第２の特徴量として、前記作業対象のプラント設備機器と前記配管との位置関係を含む
請求項４に記載のプラント設備ナビゲーションシステム。
【請求項６】
前記データベースは、さらに、前記第２の特徴量として、前記プラント設備内における配管同士の位置関係を含む
請求項４に記載のプラント設備ナビゲーションシステム。
【請求項７】
前記配管は、直管部および曲管部を含んでおり、
前記データベースは、さらに、前記第２の特徴量として、単数もしくは複数の前記直管部の配管径、配管長および床もしくは壁から前記直管部までの距離を含む
請求項４に記載のプラント設備ナビゲーションシステム。
【請求項８】
前記絶対位置より得られる前記モバイル端末の位置情報と、前記モバイル端末の方位情報から、前記カメラが撮影する画像を推定し、当該画像にプラント設備機器の三次元画像を重畳表示するＡＲ表示部を有する
請求項１に記載のプラント設備ナビゲーションシステム。
【請求項９】
前記設備情報表示部は、前記絶対位置より得られる前記モバイル端末の位置情報を基に、前記モバイル端末の周辺に存在する構造物に関する情報を表示する
請求項２に記載のプラント設備ナビゲーションシステム。
【請求項１０】
前記現在位置情報表示部で得られる位置情報をリアルタイムに更新することで、前記モバイル端末の移動経路を提示する移動経路提示部を備える
請求項１に記載のプラント設備ナビゲーションシステム。
【請求項１１】
前記モバイル端末の移動経路を記憶保持し、前記現在位置情報表示部は、記憶保持した移動経路から通行不可能な場所を推定し、当該場所を避けた移動経路を提示する
請求項１に記載のプラント設備ナビゲーションシステム。
【請求項１２】
前記絶対位置の座標の周辺に存在するプラント設備機器を前記データベースの照合対象とする
請求項１に記載のプラント設備ナビゲーションシステム。
【請求項１３】
前記現在位置情報表示部は、工具を仮置きした場所を表示する、もしくは、取得した絶対位置が工具を仮置きした箇所であるとき、該当する警告を行う
請求項１に記載のプラント設備ナビゲーションシステム。
【請求項１４】
前記現在位置情報表示部は、絶対位置を取得したとき、その位置を取得した時刻を登録する
請求項１に記載のプラント設備ナビゲーションシステム。
【請求項１５】
特定したプラント設備機器または位置情報を、無線通信部または有線通信部による通信、もしくは画像コードや文字コードを介して、複数の端末で共有する
請求項１に記載のプラント設備ナビゲーションシステム。
【請求項１６】
カメラを備えるモバイル端末を用いて、プラント設備内における作業対象のプラント設備機器を認識してナビゲーションシステムを行うプラント設備ナビゲーション方法であって、
前記モバイル端末の移動を感知するセンサを用いて、前記プラント設備内での移動量を積算して、基準位置からの相対移動経路を算出する移動経路取得ステップと、
前記作業対象のプラント設備機器および当該プラント設備機器の周辺に存在する配管を前記カメラで撮影して得られる画像から、前記配管に関する情報を第１の特徴量として取得する特徴量取得ステップと、
前記特徴量取得ステップで得た第１の特徴量と、データベース内の設計データから取得される前記配管に関する第２の特徴量とを比較する比較ステップと、
前記比較ステップによって照合されたプラント設備の絶対位置を現在位置とする現在位置取得ステップと、
前記移動経路取得ステップで得た相対移動経路を、前記現在位置取得ステップによって特定された現在位置を使って絶対位置に換算する絶対位置取得ステップと、を含む
プラント設備ナビゲーション方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラント設備ナビゲーションシステムおよびプラント設備ナビゲーション方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
原子力設備などのプラント設備において、モータやバルブなどのプラント設備機器について、稼働前の試験や稼働後の維持管理を行うにあたって、作業対象のプラント設備機器ごとの仕様や作業内容などが予めわかっていると、作業効率の向上を図る上で便利である。
特に、経験の浅い作業者であっても、作業情報を効率的に取得するためには、プラント設備機器の個々の設置位置を認識したり、個々の画像を認識したりすることによって、作業対象のプラント設備機器がどのような機器であるかを予め認識する必要がある。
【０００３】
従来、位置認識には、ＧＰＳ（Global Positioning System）、携帯電話基地局、無線ＬＡＮ基地局等を利用した測位技術が広く利用されている。画像認識の技術としては、マーカを用いて現在位置を同定する自己位置特定方法が知られている。また、物体そのものを画像認識し、比較対象として別途用意したモデルとの画像マッチングによって物体を認識する技術も知られている。例えば、特許文献１には、移動体のカメラを利用して、画像内の特徴量を得ると共に、ＳＦＭ（Structure from Motion）手法を用いて各時点の移動体の位置と、各部の相対的な位置関係を演算して求めた特徴量とを比較してマッチングを行う技術が記載されている。
【０００４】
また、撮影画像から特徴量を抽出する際に、撮影した実画像をオルソ修正した画像を用い、比較対象となる三次元座標データとのマッチングを行って物体を認識する技術がある（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１２−１２７８９６号公報
【特許文献２】特開２０１６−１７００６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、原子力設備などのプラント設備の内部では、通常、ＧＰＳに代表される無線やマーカを利用することができない。したがって、プラント設備の内部においては、プラント設備機器を認識するのに、無線やマーカを利用した従来の自己位置特定方法を利用できないケースが多々ある。また、プラント設備機器は、設計時のＣＡＤ（Computer-Aided Design）データと形状が異なる、もしくは形状が変更されていることがしばしばある。このため、特許文献１に記載されたようにカメラ画像と予め用意された画像とを比較しても、プラント設備機器の実画像と、設計データに基づく画像とのマッチングがとれず、プラント設備機器を的確に認識することができない場合がある。
【０００７】
本発明は、無線設備やマーカを設置できないプラント設備において、プラント設備に変更があった場合でも的確に位置を認識することができるプラント設備ナビゲーションシステムおよびプラント設備ナビゲーション方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、例えば特許請求の範囲に記載の構成を採用する。
本願は、上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、カメラを備えるモバイル端末を用いて、プラント設備内における作業対象のプラント設備機器を認識してナビゲーションするプラント設備ナビゲーションシステムであって、モバイル端末の移動を感知するセンサを用いて、プラント設備内での移動量を積算して、基準位置からの相対移動経路を算出する移動経路測定部と、作業対象のプラント設備機器および当該プラント設備機器の周辺に存在する配管をカメラで撮影して得られる画像から、配管に関する情報を第１の特徴量として取得する特徴量取得部と、第１の特徴量と、データベースから取得される配管に関する第２の特徴量とを比較して、プラント設備機器を特定する特徴量比較部と、移動経路測定部で得た相対移動経路に基づいた相対位置と、特徴量比較部で得たプラント設備機器の絶対位置とを関連付けて、相対移動経路に基づいた相対位置を、絶対位置に置き換えて現在位置を表示する現在位置情報表示部と、を備える。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、無線設備やマーカを設置できないプラント設備においても、また設計データ（設計時のＣＡＤデータ）と形状が異なる、もしくは変更されている場合であっても、作業対象のプラント設備機器を的確に認識することができる。
上記した以外の課題、構成および効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１実施形態例に係るプラント設備機器認識システムの構成例を示すブロック図である。
【図２】モバイル端末の表示画面の例を示す図である。
【図３】本発明の第１実施形態例に係る処理の流れ（その１）を示すフローチャートである。
【図４】本発明の第１実施形態例に係る処理の流れ（その２）を示すフローチャートである。
【図５】本発明の第１実施形態例によるモバイル端末の表示画面の例（その１）を示す図である。
【図６】本発明の第１実施形態例によるモバイル端末の表示画面の例（その２）を示す図である。
【図７】本発明の第１実施形態例による移動経路の取得例を示す図である。
【図８】本発明の第１実施形態例による移動経路をプラント上に示す図である。
【図９】プラント設備の配管形状の例を示す構成図である。
【図１０】本発明の第２実施形態例に係る処理の流れ（その１）を示すフローチャートである。
【図１１】本発明の第２実施形態例に係る処理時の表示画面の例を示す図である。
【図１２】本発明の第２実施形態例に係る処理の流れ（その２）を示すフローチャートである。
【図１３】本発明の第２実施形態例に係る処理時の表示画面の例を示す図である。
【図１４】本発明の各実施形態例に適用可能な変形例の処理の流れ（その１）を示すフローチャートである。
【図１５】本発明の各実施形態例に適用可能な変形例の処理の流れ（その２）を示すフローチャートである。
【図１６】本発明の各実施形態例に適用可能な変形例の処理の流れ（その３）を示すフローチャートである。
【図１７】本発明の各実施形態例に適用可能な変形例の処理の流れ（その４）を示すフローチャートである。
【図１８】本発明の各実施形態例に適用可能な変形例のプラント設備機器認識システムの構成例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明を実施するための形態（以下、「実施形態」と記述する）について図面を参照して詳細に説明するが、本発明は実施形態に限定されるものではない。なお、以下の説明や各図において、同一要素または同一機能を有する要素には同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。
【００１２】
＜プラント設備について＞
原子力設備などのプラント設備において、プラント設備機器には、通常、液体・気体・粉体などの流体の輸送や、電気配線やケーブルなどの保護を目的とする配管が接続されている。プラント設備機器としては、モータやバルブなどの機器を例示することができる。プラント設備では、稼働前にプラント設備機器個々について試験を行ったり、稼働後にプラント設備機器個々の維持管理が行われたりする。
【００１３】
稼働前の試験や稼働後の維持管理において、作業対象のプラント設備機器の種類や、同じ種類のプラント設備機器でも設置位置（設置場所）の違いなど、個々のプラント設備機器によって仕様や作業内容などが異なる。したがって、モータやバルブなどのプラント設備機器について、稼働前の試験や稼働後の維持管理を行うにあたって、作業効率の向上を図る上で、プラント設備機器個々の仕様や作業内容などが予めわかっていることが好ましい。また、作業対象機器がわかり、現在位置から作業対象機器位置までの移動経路も予め提示されていれば、移動による時間ロスを最小限に抑制できる。
【００１４】
プラント設備機器個々の仕様や作業内容などを予め知るには、プラント設備機器の個々の設置位置を認識したり、個々の画像を認識したりすることによって、作業対象のプラント設備機器がどのような機器であるかを予め認識する必要がある。ただし、原子力設備などのプラント設備の内部では、一般的に、ＧＰＳに代表される無線やマーカを利用することができない。また、プラント設備機器は、設備の更新や補修などにより、設計時のＣＡＤデータと形状が異なる、もしくは形状が変更されていることがしばしばある。
【００１５】
以下に、無線設備やマーカを設置できないプラント設備においても、また設計時のＣＡＤデータと形状が異なる、もしくは形状が変更されている場合であっても、作業対象のプラント設備機器について的確に認識できるシステムの実施形態について説明する。
【００１６】
＜第１実施形態＞
［プラント設備機器認識システムの構成］
図１は、本発明の第１実施形態に係るプラント設備機器認識システムの構成を示すブロック図の例である。本実施形態に係るプラント設備機器認識システム１は、モバイル端末１０および比較用特徴量データベース作成部２０から構成されており、稼働前の試験や稼働後の維持管理を行うにあたって、作業対象のプラント設備機器を自動的に認識する。作業対象のプラント設備機器は、認識対象のプラント設備機器でもある。本実施形態では、作業対象（認識対象）のプラント設備機器が、液体・気体・粉体などの流体の輸送を目的とする配管が接続されたバルブである場合を例示する。なお、図面上では、データベースはＤＢと表記する。
【００１７】
モバイル端末１０は、プロセッサやメモリなどが集積されたマイクロコンピュータ（マイクロコントローラ）によって構成されている。モバイル端末１０は、エリア特定部１１、特徴量取得部１２、設備情報表示制御部１３、特徴量比較制御部１４、移動経路提示部１６、移動経路測定制御部１７、および表示処理部１８の各機能部を有する。モバイル端末１０の各機能部の詳細については後述する。
【００１８】
比較用特徴量データベース作成部２０は、ＣＡＤデータ記憶部２１、撮像データ記憶部２２および特徴量作成部２３によって構成されている。ＣＡＤデータ記憶部２１は、設計時のＣＡＤデータ、すなわち設計データを記憶保持する。ＣＡＤデータとしては、プラント設備内における配管の配管径、配管長および床もしくは壁から配管までの距離等の三次元設計データを例示することができる。撮像データ記憶部２２は、後述するカメラ１２２による現場での撮像データを記憶保持する。
【００１９】
特徴量作成部２３は、ＣＡＤデータ記憶部２１および撮像データ記憶部２２の各記憶データ、すなわち設計時のＣＡＤデータおよび現場での撮像データを用いて、配管の比較用特徴量を作成（抽出）する。比較用特徴量としては、配管径、配管長、配管高（床もしくは壁から配管までの距離）、配管の向き（鉛直／水平）、複数の配管同士の位置関係、プラント設備機器に接続される配管情報などを例示することができる。
【００２０】
（モバイル端末）
以下に、モバイル端末１０の各機能部、すなわち、エリア特定部１１、特徴量取得部１２、設備情報表示制御部１３、特徴量比較制御部１４、移動経路提示部１６、移動経路測定制御部１７、および表示処理部１８の詳細について説明する。
【００２１】
エリア特定部１１は、ＧＰＳ処理部１１１、電子コンパス１１２、ビーコン受信部１１３、無線ＬＡＮ通信部１１４、マーカ読取部１１５およびエリア情報収集部１１６によって構成されている。エリア特定部１１のエリア情報収集部１１６は、作業対象（認識対象）のプラント設備機器が設置されている認識対象エリアを特定する。
【００２２】
ＧＰＳ処理部１１１は、衛星通信を利用してモバイル端末１０の位置情報を取得する。電子コンパス１１２は、方位計の一例であり、地磁気を検知してモバイル端末１０の方位情報を取得する。ビーコン受信部１１３は、認識対象エリア内に複数設置したビーコン親機との通信でモバイル端末１０の位置情報を取得する。無線ＬＡＮ通信部１１４は、モバイル端末１０をＷｉＦｉ（登録商標）などの無線通信でＬＡＮ（Local Area Network）と接続する。マーカ読取部１１５は、モバイル端末１０の位置を特定するために認識対象エリア内に複数貼り付けられているマーカを読み取る。
【００２３】
エリア情報収集部１１６は、電子コンパス１１２、ビーコン受信部１１３、無線ＬＡＮ通信部１１４およびマーカ読取部１１５が取得した各種の情報を収集する。エリア特定部１１は、エリア情報収集部１１６が収集した各種の情報を基に、プラント建屋の入口（基準位置）から、認識対象のプラント設備機器が設置されている認識対象エリアまでの、モバイル端末１０の位置情報を取得する。エリア特定部１１による認識対象エリアの特定は、電磁的に遮蔽されていない、無線を使用できる環境下に限られる。
【００２４】
特徴量取得部１２は、ストラクチャセンサ１２１、カメラ（撮像装置）１２２、電子コンパス１２３、特徴量算出部１２４および特徴量データベース１２５によって構成される。特徴量取得部１２は、カメラ１２２で撮影して得られる画像や点群データを用いて、配管に関する情報を第１の特徴量として取得する。認識対象エリア内の空間は、通常、電磁的に遮蔽された空間である。したがって、特徴量取得部１２は、認識対象エリア内に入室した後、すなわち、電磁的に遮蔽されていて、無線が使用できない状況下において、認識対象のプラント設備機器に接続された配管に関する特徴量を取得する。
【００２５】
ストラクチャセンサ１２１は、赤外線カメラであり、モバイル端末１０から撮影対象物までの距離の二次元情報を取得する。カメラ１２２は、ＣＣＤ(Charge Coupled Device)イメージセンサやＣＭＯＳ(Complementary Metal Oxide Semiconductor)イメージセンサなどからなり、認識対象のプラント設備機器、これに接続されている配管などを含む認識対象エリア内の設備機器を撮影する。電子コンパス１２３は、地磁気を検知してモバイル端末１０の方位情報を取得する。特徴量算出部１２４は、ストラクチャセンサ１２１およびカメラ１２２から与えられる情報を基に、撮像した配管に関する特徴量を第１の特徴量として算出する。特徴量データベース１２５は、特徴量算出部１２４によって算出された配管に関する特徴量の数値が記録されるデータベースである。
【００２６】
設備情報表示制御部１３は、設備情報データベース１３１、および設備情報表示部１３５によって構成されている。
【００２７】
設備情報データベース１３１は、プラント設備機器ごとの仕様や、作業者に対する作業対象のプラント設備機器に関する作業指示内容などを含む設備情報が記録されるデータベースであり、認識したプラント設備機器の仕様や作業内容を提示する。この設備情報データベース１３１に、プラント設備に含まれる構造物、例えば架台、埋め込み金物などの製品、足場などの仮設材、通路など、配管およびプラント設備機器との位置関係を関連付けるデータを含めることができる。これにより、モバイル端末１０の近傍に存在する構造物を推定することができる。設備情報表示部１３５は、認識した作業対象のプラント設備機器の作業指示内容などの設備情報を表示処理する。
【００２８】
特徴量比較制御部１４は、比較用特徴量データベース１４１および特徴量比較部１４２によって構成されている。
【００２９】
比較用特徴量データベース１４１は、比較用特徴量データベース作成部２０の特徴量作成部２３で作成された特徴量、すなわち三次元設計データ（ＣＡＤデータ）から取得される配管に関する情報が、第２の特徴量（比較用特徴量）としてが記録されるデータベースである。この比較用特徴量データベース１４１は、第２の特徴量として、プラント設備内における配管の配管径、配管長および床もしくは壁から配管までの距離の他に、プラント設備機器と配管との位置関係や、プラント設備内における配管同士の位置関係も含むことができる。
【００３０】
特徴量比較部１４２は、特徴量データベース１２５の第１の特徴量と、比較用特徴量データベース１４１の第２の特徴量とを比較し、該当する認識対象エリア内で一致する特徴量をもつ配管をリストアップする。この第１の特徴量と第２の特徴量との比較において、マッチングの指標となる閾値の設定を、モバイル端末１０上で調整可能とすることができる。比較用特徴量データベース１４１には、プラント設備機器に接続された配管の情報が含まれているため、複数の配管を特定することによって間接的に作業対象のプラント設備機器を推定することができる。
【００３１】
なお、本実施形態では、比較用特徴量データベース１４１について、モバイル端末１０上で実施するとしているが、これに限られるものではない。すなわち、モバイル端末１０とは別に、比較用特徴量データベース作成用端末を設けて、当該比較用特徴量データベース作成用端末で比較用特徴量データベース１４１を用いる処理を実行することもできる。
【００３２】
移動経路提示部１６は、地図情報データベース１６１、現在位置情報表示部１６２および移動経路表示部１６３を備える。
【００３３】
地図情報データベース１６１は、プラント設備機器が設置されているエリア（プラント設備）内の地図情報、具体的には、配管やプラント設備機器の設置位置や通路などの情報が記録されるデータベースである。現在位置情報表示部１６２および移動経路表示部１６３は、モバイル端末１０のディスプレイ１８２で表示させる情報の処理部であり、モバイル端末１０の現在位置および移動経路を表示する。
この場合、移動経路提示部１６は、現在位置情報表示部１６２で得られる位置情報をリアルタイムに更新することで、モバイル端末１０の移動経路を提示する処理を行う。
【００３４】
移動経路測定制御部１７は、移動感知センサ１７２および移動量処理部１７３からの情報を基に、モバイル端末１０の移動量を測定する。移動感知センサ１７２は、例えば、赤外線などにより画像中の各位置の深度（距離）を検知する深度カメラが用いられる。
移動量処理部１７３は、例えば、ＳＬＡＭ（Simultaneous Localization and Mapping）と称される自律航法で、移動感知センサ（深度カメラ）１７２で得た深度の情報を使って、基準位置からの相対位置座標を算出する。基準位置としては、プラント内で絶対位置を特定できる特徴的な位置（例えばエリアの入り口の扉など）およびプラント設備機器に紐づいた位置情報を利用する。
【００３５】
なお、移動量処理部１７３が相対座標位置を算出する際には、移動感知センサ（深度カメラ）１７２の情報の他に電子コンパスの情報を併用してもよい。移動経路測定部１７１で得た移動経路の情報は、移動経路提示部１６に供給される。また移動感知センサ（深度カメラ）１７２は、既に説明した特徴量取得部１２が備えるカメラ１２２やストラクチャセンサ１２１を利用してもよい。
【００３６】
移動経路提示部１６では、移動感知センサ（深度カメラ）１７２で得た深度の情報と移動量処理部１７３で得た相対位置座標の情報に基づいて、周辺環境の３Ｄマップを作成して、地図情報データベース１６１に保持する。この深度の情報と相対位置座標の情報とに基づいて周辺環境の３Ｄマップを作る技術はSpatial Mappingと称され、例えばMicrosoft社製HoloLensに実装されている。
【００３７】
表示処理部１８は、表示画面作成部１８１およびディスプレイ１８２を備える。表示画面作成部１８１は、設備情報表示部１３５、現在位置情報表示部１６２、および移動経路表示部１６３での表示指示に基づいて、ディスプレイ１８２で表示させる表示画面を作成する。
【００３８】
（モバイル端末の表示画面）
ここで、モバイル端末１０の表示画面について説明する。図２は、モバイル端末１０のディスプレイ１８２に表示される表示画面の一例を示す。
【００３９】
モバイル端末１０は、ディスプレイ１８２のほぼ中央部の画像表示画面１５１に、モバイル端末１０に装備されたカメラ１２２で撮影した画像、もしくはストラクチャセンサ１２１で取得した二次元画像（距離の二次元情報）を表示する。本例では、画像表示画面１５１に、バルブ１５１１を挟んで設けられた配管１５１２，１５１３、バルブ１５１１で分岐された配管１５１４、および、配管１５１２，１５１３と平行に配設された配管１５１５が二次元画像として表示された状態を例示している。
【００４０】
モバイル端末１０には、ディスプレイ１８２として、液晶パネルや有機ＥＬパネルなどの表示装置と、タッチパッドなどの位置入力装置とを組み合わせたタッチパネル（タッチパネルセンサ）が装備されることが多い。タッチパネルからなるディスプレイ１８２において、作業者は、画像表示画面１５１上の配管１５１２、１５１３、１５１４、１５１５に、指などでタッチすることにより、所望の配管を選択することができる。
【００４１】
モバイル端末１０は、ディスプレイ１８２の上部に、プラント設備を特定するプラント番号「ＡＡＡ」や、認識対象エリアを特定するエリア番号「ＢＢＢ」を表示することができる。モバイル端末１０はさらに、作業者によって選択された配管について、配管高「ａａａ」、配管長「ｂｂｂ」および配管径「ｃｃｃ」などの特徴量を表示することができる。このとき、配管高、配管長および配管径などの特徴量については、予めＣＡＤデータ記憶部２１（図１参照）に記憶保持されているＣＡＤデータから取得することができる。
【００４２】
なお、配管高については、配管の床からの高さを認識できる場合に限られる。配管の床からの高さを認識できる場合としては、例えば、配管および床を同時に撮影し、ストラクチャセンサ１２１によって距離の二次元情報を取得できる場合が挙げられる。
【００４３】
また、モバイル端末１０は、特徴量比較部１４２（図１参照）での特徴量比較によって絞り込まれた配管の候補もしくはプラント設備機器の候補のリストを画像表示画面１５１の右上側にリスト表示画面１５２として表示することができる。モバイル端末１０はさらに、選択された配管もしくはプラント設備機器のプロパティを、画像表示画面１５１の右下側にプロパティ画面１５３として表示することができる。
【００４４】
なお、画像表示画面１５１上には、カメラ１２２による撮像画像の取得や、ストラクチャセンサ１２１によるモバイル端末１０から撮影対象物までの距離の二次元情報の取得を指示するためのＳＣＡＮボタン１５４を表示することができる。ＳＣＡＮボタン１５４は、撮像装置（カメラ）のシャッタに相当するものである。このＳＣＡＮボタン１５４を作業者が押すことにより、撮像画像や距離の二次元情報を取得することができる。なお、ＳＣＡＮボタン１５４を表示する位置は、図２に示す表示位置に限定されるものではない。
【００４５】
（床、壁、配管抽出のイメージ）
図１に示したストラクチャセンサ１２１により、モバイル端末１０から撮影対象物までの距離の二次元情報（二次元画像）を得ることができる。ストラクチャセンサ１２１は、例えば赤外線を撮影対象物に照射し、当該撮影対象物で反射した光を測定することによって距離の二次元情報を得ることができる。そして、二次元情報として得られた距離情報から、距離の変化量に応じて平面もしくは曲面を抽出することができる。これにより、床・壁や配管を識別することができる。
【００４６】
画像処理手法としては、例えば距離の二次元情報から平面を得る場合、ＰＣＬ（Point Cloud Library）モジュールを用いて平面部の点群を抽出し、平面近似式を算出する手法を用いることができる。ＰＣＬモジュールは、オープンソースの３Ｄポイントクラウドデータ処理をまとめたライブラリである。
【００４７】
また、壁からの距離（壁までの距離）として、隣り合う２つの壁で形成される交線との距離を利用することができる。具体的には、二つの平面式を算出して交線を導き、配管については始点と終点を抽出して直線式を導くことにより、双方の線間距離を算出する。円柱配管の認識としては、例えば配管径を抽出するには、円柱の側面の２本の境界線の距離を求める。円柱側面は曲面となっているため、法線ベクトルを考慮すれば、上記２本の境界線が円柱の側面となっているかを判別できる。
【００４８】
また、配管から壁までの距離として、四方に存在する壁を撮像することにより、現在位置と周りの壁までの距離を把握することができる。プラント設備の壁の突合せ部は直交している場合が多く、周りの壁までの距離から認識対象エリア内の場所を推定することができる。
【００４９】
［プラント設備機器認識処理］
次に、本発明の第１実施形態に係るプラント設備機器認識処理について説明する。本実施形態に係るプラント設備機器認識処理は、モバイル端末１０において、このモバイル端末１０のデジタルシステムを構築するプロセッサによる制御の下に実施される。
【００５０】
図３および図４は、本発明の第１実施形態に係るプラント設備機器認識処理の流れを示すフローチャートの例である。図３のフローチャートは、特徴量比較制御部１４が行う処理の流れを示し、図４のフローチャートは、移動経路提示部１６が行う処理の流れを示す。また、図５および図６は、第１実施形態に係るプラント設備機器認識処理における、モバイル端末１０の表示画面の表示例（その１）および表示例（その２）を示す図の例である。図７および図８は、移動経路提示部１６が移動経路を判断する具体例を示す。
【００５１】
第１実施形態に係るプラント設備機器認識処理の実施に先立って、比較用特徴量データベース作成部２０において、作業対象（認識対象）のプラント設備機器に接続されている配管の比較用特徴量を作成する処理が行われる。この処理は、設計時のＣＡＤデータおよび現場での撮像データを用いて行われる。そして、比較用特徴量データベース作成部２０で作成された配管の比較用特徴量は、比較用特徴量データベース１４１として記録されている。
【００５２】
先ず、プロセッサは、エリア特定部１１の機能を用いて、特徴量マッチングによる画像認識を実施する、モバイル端末１０の初期位置を設定する（ステップＳ１１）。具体的には、プロセッサは、ＧＰＳ、無線ＬＡＮ、マーカ、ビーコンなどの位置を特定する目的で利用可能なエリア特定部１１の機能を用いて、モバイル端末１０の初期位置を特定し、設定する。例えば、プラント建屋外からプラント建屋を特定する場合は、屋外での位置特定となるため、ＧＰＳを利用した位置決め（位置特定）が可能である。
【００５３】
なお、ここでは、プロセッサによる制御の下に、エリア特定部１１の機能を用いてモバイル端末１０の初期位置を設定する手法を例示したが、この設定手法に限られるものではない。例えば、プラント番号もしくはエリア番号が事前に分かっている場合には、作業者による手入力によってモバイル端末１０の初期位置を設定する手法をとることもできる。
【００５４】
次に、プロセッサは、作業者による操作の下に、特定したい（認識したい）プラント設備機器および当該設備機器に接続されている配管を撮影する（ステップＳ１２）。具体的には、プロセッサは、プラント設備機器およびその周辺に存在する配管をカメラ１２２で撮影する。図５Ａは、特定したいプラント設備機器およびその周辺に存在する配管をモバイル端末１０のカメラ１２２で撮影した例である。図５Ａの表示画面は、図２の表示画面に対応している。ディスプレイ１８２の画面上には、ＳＣＡＮボタン１５４も表示されている。
【００５５】
次に、プロセッサは、ディスプレイ１８２に表示されているＳＣＡＮボタン１５４が作業者によって押されたか否かを判断する（ステップＳ１３）。ここで、ＳＣＡＮボタン１５４が押されると（ステップＳ１３のＹｅｓ）、プロセッサは、カメラ１２２による画像情報およびストラクチャセンサ１２１による距離の二次元情報を取得する（ステップＳ１４）。
なお、ステップＳ１３でＳＣＡＮボタン１５４が押されないと判断されると（ステップＳ１３のＮｏ）、ステップＳ１２に戻る。
【００５６】
次に、プロセッサは、ステップＳ１４で取得した画像情報および距離の二次元情報を基に、撮影した作業対象である認識対象のプラント設備機器の周辺に写っている配管を認識する（ステップＳ１５）。この認識処理で、認識対象のプラント設備機器の周辺に配管が複数写っている場合には、作業者が、特定したい配管をタッチパネルで指定して認識作業を繰り返して実行する。
【００５７】
図５Ｂは、１つの配管１５１２を選択したときの表示画像を示している。このとき、選択した配管については、ディスプレイ１８２の画面上に例えばペイント（図５Ｂでは、網掛け）が付されて表示される。これにより、作業者は、どの配管に関する確認を行っているかを一目で把握することができる。モバイル端末１０のディスプレイ１８２の画面の上部には、配管１５１２の配管径が表示され、ディスプレイ１８２の画面の右下部には、配管１５１２に関する属性情報が表示される。
【００５８】
次に、プロセッサは、特徴量取得部１２の機能を用いて、撮影した画像から作業者が指定した配管の特徴量を取得する（ステップＳ１６）。そして、撮影した画像から算出した特徴量と、予め取得している比較用特徴量データベース１４１の比較用特徴量とのマッチングを行う（ステップＳ１７）。続いて、プロセッサは、撮影した画像から算出した特徴量と比較用特徴量とのマッチング結果が一致しているか否かを判断する（ステップＳ１８）。
撮影した画像から算出した特徴量と比較用特徴量とのマッチング結果が不一致であれば（ステップＳ１８のＮｏ）、ステップＳ１２に戻ってステップＳ１２からステップＳ１８までの処理を繰り返す。
【００５９】
プロセッサは、マッチング結果が一致であれば（ステップＳ１８のＹｅｓ）、図６Ａに示すように、現時点での配管径に該当する配管候補リストを画像表示画面１５１の右側のリスト表示画面１５２に表示する（ステップＳ１９）。そして、プロセッサは、他の配管の認識を続けるか否かを判断する（ステップＳ２０）。他の配管の認識を続けるか否かは、作業者がタッチパネルにて他の配管を選択したか否かによって判断することができる。
【００６０】
ここで、プラント設備機器に接続される配管をできる限り多く認識すれば、絞込みの情報量が増えることにより、作業対象（認識対象）のプラント設備機器を、唯一に特定できる可能性が高まる。このため、この段階でプラント設備機器の周辺に存在する配管で認識できていないものがあれば、作業者は、再度配管をタッチパネルにて選択し、配管情報を得ることが好ましい。
【００６１】
プロセッサは、作業者がタッチパネルにて他の配管を選択した場合、他の配管の認識を続けるものと判断し（ステップＳ２０のＹｅｓ）、ステップＳ１６に戻ってステップＳ１６からステップＳ２０までの処理を繰り返す。また、プロセッサは、作業者がタッチパネルにて他の配管を選択しない場合、他の配管の認識を続けないものと判断し（ステップＳ２０のＮｏ）、図６Ｂに示すように、特定された複数もしくは単数の配管情報に紐付けられた機器リスト（プラント設備機器の候補リスト）を表示する（ステップＳ２１）。
【００６２】
次に、プロセッサは、作業対象（認識対象）のプラント設備機器が唯一に特定されているか否かを判断する（ステップＳ２２）。ここで、プロセッサは、唯一に特定されていなければ（ステップＳ２２のＮｏ）、作業者によるタッチパネルのタッチ操作の下に、プラント設備機器の選択を行い（ステップＳ２３）、次いで、選択したプラント設備機器の機器情報を表示する（ステップＳ２４）。
【００６３】
この機器情報の表示処理では、機器情報として、プラント設備機器のプロパティの表示処理が行われるとともに、関連する作業リストの表示処理が行われる。そして、作業者が該当する作業項目にタッチして選択すれば、作業対象のプラント設備機器の作業手順書の表示が行われる。プロセッサは、プラント設備機器が唯一に特定されていれば（ステップＳ２２のＹｅｓ）、直接ステップＳ２４に移行して、特定されているプラント設備機器の機器情報の表示処理を行う。
【００６４】
ここまでの説明は、特徴量比較制御部１４が行うナビゲーション処理であるが、モバイル端末１０は移動経路提示部１６を備え、移動経路提示部１６によって相対移動経路から絶対位置を特定してナビゲーション処理を行うこともできる。
以下、図４のフローチャートを参照して、移動経路提示部１６が行う処理について説明する。
【００６５】
まず、モバイル端末１０のプロセッサが備える移動経路測定制御部１７は、移動感知センサ１７２で得た画像と距離から、移動量処理部１７３で相対位置座標を演算する際に必要な基準位置を決定する（ステップＳ３１）。この基準位置は、図３のフローチャートのステップＳ１１で設定する初期位置と同じでよい。
【００６６】
そして、モバイル端末１０を所持した作業員が、プラント設備の決められたエリア内を移動し、配管につながる機器をモバイル端末１０のプロセッサが、カメラ画像などから特定する（ステップＳ３２）。移動経路提示部１６は、この特定した機器の絶対座標位置を、現在位置として取り込むことで、絶対座標位置補正を行う（ステップＳ３３）。
【００６７】
その後、モバイル端末１０のプロセッサは、ステップＳ３３での絶対座標位置補正を複数箇所で実施したか否かを判断し（ステップＳ３４）、複数箇所で実施していない場合（ステップＳ３４のＮｏ）にはステップＳ３２の処理に戻る。また、ステップＳ３４において、複数箇所で実施していると判断した場合（ステップＳ３４のＹｅｓ）、モバイル端末１０のプロセッサは、移動量処理部１７３での演算で得られた相対位置経路を、絶対座標位置に変換する（ステップＳ３５）。このときには、例えば地図情報データベース１６１に保持された地図情報を使って、相対位置経路を絶対座標位置に変換する。そして、現在位置情報表示部１６２での処理で、位置情報をディスプレイ１８２に表示する（ステップＳ３６）。
【００６８】
その後、モバイル端末１０のプロセッサは、モバイル端末１０が目的位置に到達したか否かを判断し（ステップＳ３７）、目的位置に到達したと判断したとき（ステップＳ３７のＹｅｓ）、処理を終了する。
【００６９】
また、ステップＳ３７において、目的位置に到達していないと判断したとき（ステップＳ３７のＮｏ）、モバイル端末１０のプロセッサは、新たに機器特定を行うか否かを判断する（ステップＳ３８）。ここで、新たに機器特定を行う場合（ステップＳ３８のＹｅｓ）、モバイル端末１０のプロセッサは、ステップＳ３２の処理に戻る。また、新たに機器特定を行わない場合（ステップＳ３８のＹｅｓ）、モバイル端末１０のプロセッサは、ステップＳ３５の処理に戻る。
【００７０】
図７は、移動量処理部１７３で相対位置座標をプロットした例を示す。図７の例は、直交したｘ軸とｙ軸で定義される平面上での、モバイル端末１０の相対移動経路２００を示す。この例の相対移動経路２００では、基準位置から直線状（図中の下側）に移動した後、左に曲がってさらに直線状に進んでから右に曲がって、さらにある程度直線状に進んで右に曲がった後、絶対位置補正地点に到達する。
【００７１】
図８は、プラント内エリアの平面図であり、移動経路の始点（エリアの入り口扉）と終点（認識したプラント設備機器に紐づく絶対位置情報）を平面図上の絶対位置座標と一致させた移動経路２０１を併記した。図７に示す絶対位置補正地点で、カメラ画像からその周囲の機器を特定することで、その時点の相対位置座標が、地図データで示される絶対位置座標に変換される。
【００７２】
なお、図８の例では、プラント設備機器の認識を１回行う例を示したが、移動経路の途中でのプラント設備機器の認識回数を増やすことで、移動経路を絶対位置座標に重ねる正確度が向上する。
【００７３】
このように本実施形態例によると、配管やプラント設備機器の設置位置から、モバイル端末１０の現在位置を特定可能なため、モバイル端末１０の現在位置を表示するとともに、エリア入口から現在位置までの移動経路を表示することができる。特に移動量処理部１７３での自律航法によって相対位置座標を得、その相対位置座標を絶対位置座標に変換するため、プラント内の設備機器に変更があって、設計データだけでは正確な位置が取得できない場合でも、正確な現在位置を取得できるようになる。
【００７４】
また、一般的なカーナビゲーションが道路上を走行することを想定しているのに対して、プラント設備内の移動では、平面図に記された通路から外れた領域に入り込んで作業する場合が少なくない。つまり、作業中の移動を記録するためには高い測位精度を要求されるが、相対位置を取得するようにしたことで、測位誤差を小さく抑制できる。
【００７５】
＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態を説明する。
第２実施形態は、プラント機器の特定に関する第１実施形態の変形例であり、作業対象（認識対象）のプラント設備機器の一例であるバルブに接続される配管が曲管部を含む場合の例である。配管の曲管部は、エルボと呼称されるＬ字形の配管であり、直管部同士を接続することによって配管を分岐・合流させる接続継手管である。プラント内配管は、一般的に、複数の直管部と複数の曲管部とを含み、配管方向を水平方向や鉛直方向に曲げながら設置されている。その一例を図９に示す。
【００７６】
図９は、バルブに接続された、曲管部（エルボ）を含む配管の一例を示す概略図の例である。この例では、バルブ１５１１に３系統の配管１５１６，１５１７，１５１８が接続された配管構造を図示している。また、この配管構造では、３系統の配管１５１６，１５１７，１５１８の各配管径が異なる場合を例示している。そして、配管１５１８は、例えば、５つの直管部１５１８＿１，１５１８＿２，１５１８＿３，１５１８＿４，１５１８＿５および４つの曲管部１５１８＿６，１５１８＿７，１５１８＿８，１５１８＿９を含んでいる。
【００７７】
曲管部１５１８＿６は、向きが水平方向の直管部１５１８＿１と、向きが鉛直方向の直管部１５１８＿２とを連結している。曲管部１５１８＿７は、向きが鉛直方向の直管部１５１８＿２と、向きが水平方向の直管部１５１８＿３とを連結している。曲管部１５１８＿８は、向きが水平方向の直管部１５１８＿３と、向きが鉛直方向の直管部１５１８＿４とを連結している。曲管部１５１８＿９は、向きが鉛直方向の直管部１５１８＿４と、向きが水平方向の直管部１５１８＿５とを連結している。
【００７８】
図９では、曲管部（エルボ）を含む配管として配管１５１８を例示し、当該配管１５１８について、バルブ１５１１から見て下流側の配管部分について図示しているが、配管１５１６および配管１５１７についても、配管１５１８と同様に、単数もしくは複数の曲管部を含む場合がある。
【００７９】
第２実施形態に係るプラント設備機器認識システムの構成は、基本的に、図１に示した第１実施形態に係るプラント設備機器認識システムの構成と同じである。第１実施形態に係るプラント設備機器認識システムでは、バルブ１５１１に接続された３系統の配管１５１２，１５１３，１５１４をカメラ１２２で一緒に撮影する。そして、ディスプレイ１８２の表示画面上に一緒に表示し（図２参照）、作業者が、画像表示画面上で所望の配管を選択するようにしていた。
【００８０】
しかし、複数の配管のいずれかが、例えば足場などの仮設材の陰になって隠れている場合や、特に図９に示すように、配管が複数の直管部や曲管部を含んでいる場合には、バルブに接続されている複数の配管の全てをカメラ１２２で一緒に撮影することは困難である。
【００８１】
そこで、第２実施形態では、バルブに接続されている複数の配管について、図９に示すように、カメラ１２２で個々に（一つずつ）撮影するようにしている。そして、一つずつ撮影する度に、撮影した個々の配管について、第１実施形態において、作業者が、画像表示画面１５１上で所望の配管を選択する場合と同様の特定処理を行う。このようにして、作業対象のプラント設備機器の一例であるバルブの近傍の配管を特定し、この特定した配管からバルブを作業対象のプラント設備機器として認識（特定）する。
【００８２】
また、第２実施形態では、単数もしくは複数の曲管部を含む配管１５１８を、特定処理の対象配管とするとき、個々の直管部および曲管部をマッチング対象とし、配管の特定処理を行う。すなわち、対象となる配管が直管部と曲管部を含むとき、直管部１５１８＿１のみならず、その下流側の直管部１５１８＿２，１５１８＿３，１５１８＿４，１５１８＿５と、曲管部１５１８＿６，１５１８＿７，１５１８＿８，１５１８＿９をマッチング対象とする。
【００８３】
ここでは、配管１５１８の直管部および曲管部の各々について、配管径、配管長、配管高（床もしくは壁からの配管までの距離）、配管方向（鉛直方向／水平方向）などの管情報を、比較用特徴量（第２の特徴量）として比較用特徴量データベース１４１がデータ化する。なお、ここでは、直管部および曲管部の双方について、特徴量をデータベースに記録するようにしたが、曲管部については、一般的に、配管径や形状などが一定であることから、直管部のみについて、特徴量をデータベースに記録することも可能である。
【００８４】
具体的には、第２実施形態では、モバイル端末１０に装備されたカメラ１２２で、バルブ１５１１に接続されている配管１５１６，１５１７，１５１８について一つずつ撮影を行う。そして、配管１５１８の場合を例に挙げると、第１実施形態の場合と同様に、直管部１５１８＿１，１５１８＿２，１５１８＿３，１５１８＿４，１５１８＿５の特徴量を特徴量取得部１２で取得し、特徴量データベース１２５に格納する。そして、特徴量比較部１４２において、複数の直管部１５１８＿１，１５１８＿２，１５１８＿３，１５１８＿４，１５１８＿５それぞれに対して比較用特徴量データベース１４１と照合する。そして、照合の結果、合致する配管候補をリストアップして、設備情報表示部１３５がディスプレイ１８２に表示する。
【００８５】
なお、第１の特徴量については、バルブ１５１１に接続されている配管が、単数もしくは複数の曲管部を含む場合、ＣＡＤデータ記憶部２１のＣＡＤデータを用いて、直管部と曲管部とに分離する。そして、第１実施形態の場合と同様に、複数の直管部１５１８＿１，１５１８＿２，１５１８＿３，１５１８＿４，１５１８＿５に関する第１の特徴量について、ＣＡＤデータ記憶部２１のＣＡＤデータを用いて、特徴量作成部２３で作成する。作成した第１の特徴量は、比較用特徴量データベース１４１に格納される。
【００８６】
上述したように、第２実施形態では、特定処理の対象となる配管が単数もしくは複数の曲管部を含む配管であるとき、個々の直管部および曲管部をマッチング対象とし、配管の特定処理を行うことを特徴としている。このように、バルブ１５１１に直接接続されている直管部１５１８＿１のみならず、その下流側の直管部および曲管部についてもマッチング対象とすることで、直管部１５１８＿１のみをマッチング対象とする場合よりも、配管１５１８の認識率を高めることができる。
【００８７】
以下に、第２実施形態に係るプラント設備機器認識システムにおいて、個々の直管部のマッチング処理によって配管部を認識し、配管部からバルブ部を認識する処理について、図１０〜図１３を参照して説明する。
【００８８】
図１０は、第２実施形態に係るプラント設備機器認識システムにおける配管部の認識処理の流れを示すフローチャートの例である。図１１Ａおよび図１１Ｂは、配管部の認識処理における確認画面の表示例を示す図の例である。図１２は、第２実施形態に係るプラント設備機器認識システムにおけるバルブ部の認識処理の流れを示すフローチャートの例である。図１３は、バルブ部の認識処理における確認画面の表示例を示す図の例である。
【００８９】
第２実施形態に係るプラント設備機器認識システムにおける配管部の認識処理およびバルブ部の認識処理は、図１に示した第１実施形態および第２実施形態に係るプラント設備機器認識システム１のモバイル端末１０において、当該モバイル端末１０のデジタルシステムを構築するプロセッサによる制御の下に実施される。
【００９０】
なお、以下では、例えば図９の配管１５１８を認識処理の対象とする場合において、バルブ１５１１に直接接続されている直管部１５１８＿１を配管＃１と称し、当該配管＃１の後ろに続く直管部１５１８＿２，１５１８＿３，・・・をシーケンス配管＃１sq1，＃１sq2，・・・と称する。
【００９１】
（配管部の認識処理）
最初に、図１０のフローチャートを用いて配管部の認識処理の流れについて説明する。プロセッサは、作業者によって配管＃１の撮影が行われると、当該配管＃１の画像を取り込み（ステップＳ４１）、次いで、図１１Ａに示す確認画面１を、例えばモバイル端末１０のディスプレイ１８２に表示する（ステップＳ４２）。
【００９２】
図１１Ａに示す確認画面１では、配管径、配管長、配管高、配管方向（水平方向Ｈ／鉛直方向Ｖ）について、配管＃１を認識するための絞込み条件に入れるか否かのチェック（図中のチェック記号の付加）が作業者によって行われる。この例では、チェック記号が付された配管径、配管長、水平方向Ｈが、作業者によって絞込み条件に入れられたことになる。
【００９３】
次に、プロセッサは、作業者によってチェックされた絞込み条件を基に、該配管＃１を認識できたか否かを判断する（ステップＳ４３）。この認識処理は、第１実施形態での認識処理の下に実行することができる。そして、配管＃１が、例えば配管径が特別に太い配管など、特徴的な配管である場合には、ステップＳ３３の判断処理で配管＃１を認識できることになる。ここで、配管＃１を認識できたということは、バルブ１５１１に接続されている配管１５１８を認識できたということになる。
【００９４】
ステップＳ４３の処理で配管＃１、すなわち、配管１５１８を認識できなかった場合は、作業者によって配管＃１に接続されているシーケンス配管＃１sq1，＃１sq2，・・・の撮影が順に行われる。プロセッサは、配管＃１を認識できなかった場合（ステップＳ４３のＮｏ）、シーケンス配管の撮影が行われたか否かを判断する（ステップＳ４４）。ここで、シーケンス配管の撮影が行われたのであれば（ステップＳ４４のＹｅｓ）、プロセッサは、シーケンス配管＃１sq1の画像を取り込み（ステップＳ４５）、次いで、図１１Ｂに示す確認画面２をディスプレイ１８２に表示する（ステップＳ４６）。
【００９５】
次に、プロセッサは、シーケンス配管の撮影が終了したか否かを判断し（ステップＳ４７）、終了していなければ（ステップＳ４７のＮｏ）、ステップＳ４５に戻ってステップＳ４５およびステップＳ４６の処理を繰り返す。図１１Ｂに示す確認画面２では、シーケンス配管＃１sq2（直管部１５１８＿３）までの配管径、配管長、配管高、配管方向（水平方向Ｈ／鉛直方向Ｖ）が表示された表示例を図示している。この確認画面２においても、確認画面１の場合と同様に、配管径、配管長、配管高、配管方向（水平方向Ｈ／鉛直方向Ｖ）について、シーケンス配管＃１sq1，＃１sq2を認識するための絞込み条件に入れるか否かのチェックが作業者によって行われる。
【００９６】
次に、プロセッサは、確認画面１，２のチェック結果をファイルに、ファイル名を変えて保存し、バルブ１５１１の候補を更新する（ステップＳ４８）。ステップＳ４３で配管＃１を認識できたと判断した場合（Ｓ４３のＹｅｓ）、あるいはステップＳ４４でシーケンス配管の撮影が行われなかった判断した場合（Ｓ４４のＮｏ）は、直接ステップＳ４８に移行する。
【００９７】
次に、プロセッサは、バルブ１５１１の配管接続数が１個であるか否かを判断し（ステップＳ４９）、１個でなければ（Ｓ４９のＮｏ）、バルブ１５１１の接続配管全ての撮影が完了したか否かを判断する（ステップＳ５０）。そして、プロセッサは、接続配管全ての撮影が完了していなければ（ステップＳ５０のＮｏ）、ステップＳ４１に戻って、上述した一連の配管部の認識処理を繰り返して実行する。また、プロセッサは、バルブ１５１１に関するバルブ候補が１個に絞り込まれた場合（ステップＳ４９のＹｅｓ）、あるいは接続配管全ての撮影が完了した場合（ステップＳ５０のＹｅｓ）、上述した一連の配管部の認識処理を終了する。
【００９８】
（バルブ部の認識処理）
続いて、図１２のフローチャートを用いてバルブ部の認識処理の流れについて説明する。プロセッサは、作業者によって入力される、バルブ１５１１の配管接続数を取り込む（ステップＳ５１）。本例の場合、図９から明らかなように、配管接続数＝３が作業者によって入力される。
【００９９】
次に、プロセッサは、ステップＳ４８で更新された結果ファイルの中から所望のファイル、例えば最新のファイルを選択し（ステップＳ５２）、次いで、確認画面を表示する（ステップＳ５３）。図１３に示すように、確認画面には、バルブ１５１１に接続されている配管について、類似する複数の候補が結果ファイルとして表示される。本例では、配管＃１の結果ファイルについて、２つの候補＃１sq１，＃１sq2が表示され、配管＃２の結果ファイルについて、２つの候補＃２sq1，＃２sq2が表示される。配管＃３の結果ファイルについては、候補が１つである。
【０１００】
この確認画面上において、作業者は、結果ファイル内容をリスト出力条件に加えるか否かのチェックを行うことができる。これにより、作業者は、チェックの付加によって結果ファイル内容についてデータ修正を行う。すなわち、作業者は、確認画面上において、絞込み条件の確認を行うことになる。
【０１０１】
次に、プロセッサは、データ修正が行われた結果ファイル内容についてファイルを更新し（ステップＳ５４）、次いで、絞込み結果をバルブリスト（プラント設備機器の候補リスト）として出力する（ステップＳ５５）。
【０１０２】
以上説明したように、特定処理の対象となる配管が単数もしくは複数の曲管部を含む配管であるとき、バルブに直接接続されている箇所だけでなく、その下流側の直管部についてもマッチング対象とすることで、配管の認識率を高めることができる。その結果、プラント設備機器の一例であるバルブの認識率を高めることができる。
【０１０３】
なお、第１実施形態例および第２実施形態例では、比較用特徴量である第２の特徴量として、配管径、配管長、配管高、配管方向（水平方向Ｈ／鉛直方向Ｖ）などの管情報を例示したが、これらの管情報に限られるものではない。例えば、配管を特定するために配管（直管部／曲管部）個々に付されているライン番号などの識別情報を第２の特徴量として用いることもできる。この場合、ライン番号などの識別情報を、周知の文字認識の技術を用いて読み取り、その読取結果から配管を特定するようにすればよい。また、第２実施形態の場合にあっては、直管部および曲管部の個数などの情報を第２の特徴量として用いるようにしてもよい。
【０１０４】
＜各実施形態に適用可能な変形例＞
次に、第１実施形態例および第２実施形態例に適用可能な変形例について説明する。
第１実施形態例および第２実施形態例では、作業員が所持したモバイル端末１０の現在位置を取得して、現在位置や経路をナビゲーションするようにした。
ここで、例えば移動経路提示部１６で得られた移動経路が、予め登録された移動経路から大きく外れる場合に、プラント内で何らかの変化があって元の経路が通行できないと想定して、通行不可を登録するようにしてもよい。
【０１０５】
すなわち、図１４のフローチャートに示すように、モバイル端末１０のプロセッサは、移動経路提示部１６で得られた移動経路が、地図情報データベース１６１に保存された地図などから予め想定される移動経路と異なるか否かを判断する（ステップＳ６１）。ここで、予め想定される移動経路とほぼ同じである場合には（ステップＳ６１のＮｏ）、モバイル端末１０のプロセッサは、移動経路登録ルーチンを終了する。
【０１０６】
一方、ステップＳ６１において、予め想定される移動経路と相違した移動経路が移動経路提示部１６で得られたとき（ステップＳ６１のＹｅｓ）、モバイル端末１０のプロセッサは、移動経路提示部１６で得られた実際の通行経路を、通行可能経路として地図情報データベース１６１に登録する（ステップＳ６２）。さらに、モバイル端末１０のプロセッサは、想定されながら通行しなかった経路を、通行不可能経路として地図情報データベース１６１に登録し（ステップＳ６３）、ステップＳ６１の判断に戻る。なお、このステップＳ６２およびＳ６３の登録を行う際には、登録の可否をディスプレイ１８２の画面上で作業員に確認するようにしてもよい。
【０１０７】
このようにして、移動経路が想定される経路と異なる際には、プラント設備内に何らかの変化（設備機器の配置変更や作業資材の仮置きなど）があるとして、そのことを登録することができる。したがって、次回移動時には通行不可能な場所を推定し、現場での後戻り作業を削減させることができる。
【０１０８】
また、第１実施形態例および第２実施形態例で、作業員が所持したモバイル端末１０で現在位置や経路をナビゲーションする際に、プラント設備内で工具を仮置きした場所をマーキングして、作業終了後にそのマーキングした箇所を表示する、もしくはその場所に接近したことを警告するようにしてもよい。
すなわち、図１５のフローチャートに示すように、モバイル端末１０のプロセッサは、作業員が工具を仮置きしたか否かを判断する（ステップＳ７１）。この判断は、例えばディスプレイ１８２の画面上に、仮置きしたとき作業員がタッチする「仮置きボタン」を表示し、そのボタンのタッチの有無から行う。あるいは、モバイル端末１０のカメラ１２２が撮影した画像に基づいて、モバイル端末１０のプロセッサが工具の仮置きの有無を判断するようにしてもよい。
【０１０９】
そして、ステップＳ７１で工具の仮置きがあると判断したとき（ステップＳ７１のＹｅｓ）、モバイル端末１０のプロセッサは、現在の座標位置を地図上にマーキングする（ステップＳ７２）。ステップＳ７２でマーキングした後、およびステップＳ７１で仮置きがないと判断したとき（ステップＳ７１のＮｏ）には、モバイル端末１０のプロセッサは、仮置き確認ルーチンを終了する。
【０１１０】
図１６のフローチャートは、工具の仮置きをマーキングした場合に行う処理を示す。
まずモバイル端末１０のプロセッサは、現在位置が、ステップＳ７２でマーキングした座標位置と閾値以下の距離になったか否かを判断する（ステップＳ８１）。ここで、マーキングした座標位置と閾値以下の距離に接近した場合（ステップＳ８１のＹｅｓ）、仮置き工具ありを表示または音声で作業員に警告する（ステップＳ８２）。ステップＳ８２で警告した後、およびステップＳ８１でマーキングした座標位置に接近していないと判断したとき（ステップＳ８１のＮｏ）には、モバイル端末１０のプロセッサは、仮置き警告ルーチンを終了する。
このように工具の仮置きした場所に接近したとき警告することで、撤収の際の置き忘れを防止できる。
【０１１１】
また、第１実施形態例および第２実施形態例で、作業員が所持したモバイル端末１０で現在位置や経路をナビゲーションする際に、プラント設備機器や位置情報を取得した際に、時刻を登録してもよい。
すなわち、図１７のフローチャートに示すように、モバイル端末１０のプロセッサは、プラント設備機器の特定または絶対位置の取得を行ったか否かを判断する（ステップＳ９１）。ここで、プラント設備機器の特定または絶対位置の取得を行った場合（ステップＳ９１のＹｅｓ）、プラント設備機器の特定または絶対位置の取得を行った時刻を、時刻スタンプとして登録する（ステップＳ９２）。ステップＳ９２で時刻スタンプを登録した後、およびステップＳ９１でプラント設備機器の特定または絶対位置の取得を行っていないと判断したとき（ステップＳ９１のＮｏ）には、モバイル端末１０のプロセッサは、時刻スタンプ登録ルーチンを終了する。
このように時刻スタンプを併せて記録することで、どの作業にどの程度時間を費やしたかを算出可能であり、現場管理者による作業進捗報告書の作成にも利用できる。
【０１１２】
また、方位計の一例である電子コンパス１３３を利用できる環境であれば、モバイル端末１０の方位を認識することができるため、モバイル端末１０の位置情報とその方位情報からカメラ１２２が撮影する画像を推定することができる。ただし、電子コンパス１３３や加速度センサなどによる位置推定は、誤差を累積する恐れがある。それに対して、第1実施形態に示すプラント機器特定技術により、目の前にあるプラント設備機器の絶対位置がわかるため、移動経路の絶対位置補正として利用できる。
【０１１３】
また、第１実施形態例で示したモバイル端末１０は、移動経路測定制御部１７として、移動感知センサ１７２から得た移動量データを使って、移動量処理部１７３が自律航法で相対位置を得るようにした。移動感知センサ１７２として、深度カメラを例に挙げたが、加速度センサや電子コンパスを使って、自律航法で相対位置を得るようにしてもよい。
すなわち、例えば図１８に示すように、移動経路測定制御部１７′として、加速度センサ１７４および電子コンパス１７５を備え、加速度センサ１７４と電子コンパス１７５の出力に基づいて、移動経路測定部１７１が基準位置からの相対移動経路を算出するようにしてもよい。なお、電子コンパス１７５は、エリア特定部１１が備える電子コンパス１１２を使用してもよい。
【０１１４】
あるいは、図１に示したモバイル端末１０が備える移動感知センサ（深度カメラ）１７２および移動量処理部１７３と、図１８に示したモバイル端末１０が備える加速度センサ１７４および電子コンパス１７５を併用して、より高精度に相対移動経路を算出するようにしてもよい。
【０１１５】
また、モバイル端末１０として、プラント設備機器の三次元画像を重畳表示するＡＲ表示部を備えるようにしてもよい。この場合には、絶対位置（ここでの絶対位置には相対位置から変換した絶対位置を含む）より得られるモバイル端末の位置情報と、モバイル端末の方位情報から、カメラが撮影する画像を推定する。そして、ＡＲ表示部が、推定した画像にプラント設備機器の三次元画像を重畳表示するようにする。
このようにすることで、より適切な案内表示ができるようになる。
【０１１６】
また、上述した実施形態例では、プラント設備機器として、配管が接続されたバルブを例に挙げて説明したが、本発明は、バルブへの適用に限られるものではなく、配管が接続されたモータなど、配管が接続された設備機器全般に対して適用可能である。
【０１１７】
また、上述した実施形態例の中で得られた情報を、他の情報端末と共有するための手段として、ブルートゥース（登録商標）をはじめとした無線線通信部もしくは有線通信部や、ＱＲコード（登録商標）をはじめとした画像コードや文字コードを介した情報伝達手段を用いることができる。
【０１１８】
また本発明は、上述した実施形態例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上述した実施形態例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。例えば、図１や図１８に示す各機能部については、ソフトウェアで実現する場合の他、それらの一部または全部を、例えば集積回路で設計するなどによってハードウェアで実現してもよい。
【符号の説明】
【０１１９】
１…プラント設備機器認識システム、  １０…モバイル端末、  １１…エリア特定部、  １２…特徴量取得部、  １３…設備情報表示制御部、  １４…特徴量比較制御部、  １６…移動経路提示部、  １７，１７′…移動経路測定制御部、  １８…表示処理部、  ２０…比較用特徴量データベース作成部、  ２１…ＣＡＤデータ記憶部、  ２２…撮像データ記憶部、  ２３…特徴量作成部、２００…相対移動経路、  ２０１…絶対移動経路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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