(57)【要約】【課題】ベルトコンベアの異常を未然に検知することができるベルトコンベアの管理方法および管理システムを提供する。【解決手段】搬送物を搬送するベルトコンベアを管理するベルトコンベアの管理方法は、ベルトコンベアのコンベアベルトに沿って移動する移動機に画像撮影機器を取り付けた状態で、移動機を走行させながらベルトコンベアのコンベアベルトおよび／またはローラーの画像を連続的に取得する工程と、連続的に取得した画像群の位置関係からコンベアベルトおよび／またはローラーの位置を判別する工程と、コンベアベルトおよび／または各ローラーの位置を判別した画像に基づいて、ベルトコンベアの異常発生の危険度合を判別する工程とを有する。【選択図】  図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
搬送物を搬送するベルトコンベアを管理するベルトコンベアの管理方法であって、
ベルトコンベアのコンベアベルトに沿って移動する移動機に画像撮影機器を取り付けた状態で、前記移動機を走行させながら前記ベルトコンベアの前記コンベアベルトおよび／またはローラーの画像を連続的に取得する工程と、
前記連続的に取得した画像群の位置関係から前記コンベアベルトおよび／または前記ローラーの位置を判別する工程と、
前記コンベアベルトおよび／または前記各ローラーの位置を判別した画像に基づいて、前記ベルトコンベアの異常発生の危険度合を判別する工程と
を有することを特徴とするベルトコンベアの管理方法。
【請求項２】
前記コンベアベルトおよび／または前記ローラーの位置を判別する工程は、連続した画像をパノラマに合成すること、および／または、全球測位衛星システムによる測位、および／または、慣性計測装置による移動距離計測、および／または、エンコーダによる変位検出で行われることを特徴とする請求項１に記載のベルトコンベアの管理方法。
【請求項３】
前記画像撮影機器は、可視画像撮影機器であり、
前記コンベアベルトおよび／またはローラーの画像は、可視画像であり、
前記ベルトコンベアの異常発生の危険度合を判別する工程は、
前記可視画像から前記コンベアベルトおよび／または前記ローラーの中のリターンローラーの下端位置から堆積物の上端位置の距離を算出して、前記コンベアベルトおよび／または前記リターンローラーの各位置に対して、前記コンベアベルトおよび／または前記リターンローラーの下端位置から前記堆積物の上端位置までの距離が短いほど、前記堆積物が前記コンベアベルトおよび／または前記リターンローラーに接触する危険度合が高いと判別することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のベルトコンベアの管理方法。
【請求項４】
前記可視画像を２枚以上利用して写真測量の原理により奥行方向を認識し、奥行を利用して、前記コンベアベルトおよび／または前記ローラーの中のリターンローラーの下端位置から堆積物の上端位置の距離を算出して、堆積物が前記コンベアベルトおよび／または前記リターンローラーに接触する危険度合を判別することを特徴とする請求項３に記載のベルトコンベアの管理方法。
【請求項５】
前記画像撮影機器に距離画像センサを利用して奥行方向を認識し、奥行を利用して、前記コンベアベルトおよび／または前記ローラーの中のリターンローラーの下端位置から堆積物の上端位置の距離を算出して、堆積物が前記コンベアベルトおよび／または前記リターンローラーに接触する危険度合を判別することを特徴とする請求項３に記載のベルトコンベアの管理方法。
【請求項６】
前記画像撮影機器は、熱画像撮影機器であり、
前記コンベアベルトおよび／またはローラーの画像は、熱画像であり、
前記ベルトコンベアの異常発生の危険度合を判別する工程は、
前記熱画像から基準温度を算出し、前記基準温度より所定温度以上高温のコンベアベルトおよび／またはローラーを、高温異常発生の危険度合が高いとして判別することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のベルトコンベアの管理方法。
【請求項７】
前記画像撮影機器は、可視画像撮影機器および熱画像撮影機器であり、
前記コンベアベルトおよび／またはローラーの画像は、可視画像および熱画像であり、
前記ベルトコンベアの異常発生の危険度合を判別する工程は、
前記可視画像から前記コンベアベルトおよび／または前記ローラーの中のリターンローラーの下端位置から堆積物の上端位置の距離を算出して、前記コンベアベルトおよび／または前記リターンローラーの各位置に対して、前記コンベアベルトおよび／または前記リターンローラーの下端位置から前記堆積物の上端位置までの距離が短いほど、前記堆積物が前記コンベアベルトおよび／または前記リターンローラーに接触する危険度合が高いと判別し、
前記熱画像から基準温度を算出し、前記基準温度より所定温度以上高温のコンベアベルトおよび／またはローラーを、高温異常発生の危険度合が高いとして判別することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のベルトコンベアの管理方法。
【請求項８】
前記コンベアベルトおよび／または前記リターンローラーの所定位置で下端位置から前記堆積物の上端位置までの距離が所定範囲より短く、かつ前記所定位置で温度が前記基準温度より所定温度以上高温の場合に、前記所定位置において異常発生の危険度合が特に高いと判別することを特徴とする請求項７に記載のベルトコンベアの管理方法。
【請求項９】
搬送物を搬送するベルトコンベアを管理するベルトコンベアの管理システムであって、
ベルトコンベアのコンベアベルトに沿って移動する移動機に取り付けられ、前記移動機を走行させながら前記ベルトコンベアの前記コンベアベルトおよび／またはローラーの画像を連続的に取得する画像撮影機器と、
取得した画像群を格納する記憶部と、
前記連続的に取得した画像群の位置関係から前記コンベアベルトおよび／または前記ローラーの位置を判別し、前記コンベアベルトおよび／または前記各ローラーの位置を判別した画像に基づいて、前記ベルトコンベアの異常発生の危険度合を判別する演算部と、
前記演算部で判別した前記異常発生の危険度合を表示する表示部と
を有することを特徴とするベルトコンベアの管理システム。
【請求項１０】
前記演算部は、連続した画像をパノラマに合成すること、および／または、全球測位衛星システムによる測位、および／または、慣性計測装置による移動距離計測、および／または、エンコーダによる変位検出で、前記コンベアベルトおよび／または前記ローラーの位置を判別することを特徴とする請求項９に記載のベルトコンベアの管理システム。
【請求項１１】
前記画像撮影機器は、可視画像撮影機器であり、
前記コンベアベルトおよび／またはローラーの画像は、可視画像であり、
前記演算部は、前記可視画像から前記コンベアベルトおよび／または前記ローラーの中のリターンローラーの下端位置から堆積物の上端位置の距離を算出して、前記コンベアベルトおよび／または前記リターンローラーの各位置に対して、前記コンベアベルトおよび／または前記リターンローラーの下端位置から前記堆積物の上端位置までの距離が短いほど、前記堆積物が前記コンベアベルトおよび／または前記リターンローラーに接触する危険度合が高いと判別することを特徴とする請求項９または請求項１０に記載のベルトコンベアの管理システム。
【請求項１２】
前記可視画像を２枚以上利用して写真測量の原理により奥行方向を認識し、奥行を利用して、前記コンベアベルトおよび／または前記ローラーの中のリターンローラーの下端位置から堆積物の上端位置の距離を算出して、堆積物が前記コンベアベルトおよび／または前記リターンローラーに接触する危険度合を判別することを特徴とする請求項１１に記載のベルトコンベアの管理システム。
【請求項１３】
前記画像撮影機器に距離画像センサを利用して奥行方向を認識し、奥行を利用して、前記コンベアベルトおよび／または前記ローラーの中のリターンローラーの下端位置から堆積物の上端位置の距離を算出して、堆積物が前記コンベアベルトおよび／または前記リターンローラーに接触する危険度合を判別することを特徴とする請求項１１に記載のベルトコンベアの管理システム。
【請求項１４】
前記画像撮影機器は、熱画像撮影機器であり、
前記コンベアベルトおよび／またはローラーの画像は、熱画像であり、
前記演算部は、前記熱画像から基準温度を算出し、前記基準温度より所定温度以上高温のコンベアベルトおよび／またはローラーを、高温異常発生の危険度合が高いとして判別することを特徴とする請求項９または請求項１０に記載のベルトコンベアの管理システム。
【請求項１５】
前記画像撮影機器は、可視画像撮影機器および熱画像撮影機器であり、
前記コンベアベルトおよび／またはローラーの画像は、可視画像および熱画像であり、
前記演算部は、前記可視画像から前記コンベアベルトおよび／または前記ローラーの中のリターンローラーの下端位置から堆積物の上端位置の距離を算出して、前記コンベアベルトおよび／または前記リターンローラーの各位置に対して、前記コンベアベルトおよび／または前記リターンローラーの下端位置から前記堆積物の上端位置までの距離が短いほど、前記堆積物が前記コンベアベルトおよび／または前記リターンローラーに接触する危険度合が高いと判別し、
前記熱画像から基準温度を算出し、前記基準温度より所定温度以上高温のコンベアベルトおよび／またはローラーを、高温異常発生の危険度合が高いとして判別することを特徴とする請求項９または請求項１０に記載のベルトコンベアの管理システム。
【請求項１６】
前記演算部は、前記コンベアベルトおよび／または前記リターンローラーの所定位置で下端位置から前記堆積物の上端位置までの距離が所定範囲より短く、かつ前記所定位置で温度が前記基準温度より所定温度以上高温の場合に、前記所定位置において異常発生の危険度合が特に高いと判別することを特徴とする請求項１５に記載のベルトコンベアの管理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、搬送物を搬送するベルトコンベアを管理するベルトコンベアの管理方法および管理システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、製鉄プロセスで必要となる主原料の鉄鉱石、石炭などはバラ積み船で輸入され、原料岸壁からアンローダーで荷揚げし、種類別、銘柄別で原料ヤードに輸送される。原料ヤードでの原料積み付けはスタッカーで行われる。スタッカーは原料ヤードに敷設されたレール上で走行が可能であり、起伏と旋回が可能なブーム上の機内ベルトコンベアから原料をヤードに落して原料山として積み付ける。原料ヤードからの払い出しはリクレーマで行われる。リクレーマはバケットホイールを回転して山から原料を切出し、ブーム上の機内ベルトコンベアで払い出しコンベアに払い出される。スタッカーやリクレーマなどの移動機は、原料を輸送するベルトコンベアである地上コンベアに沿って移動するようになっている。
【０００３】
ベルトコンベアの不良には、例えばベルトの蛇行、ローラーの摩耗や回転不良、ベルト切れ、原料や異物の付着・堆積などがある。スタッカーやリクレーマとともに使用されるベルトコンベアの多くは地面に近接して設置されているため、落粉が堆積すると、リターンローラーやリターンベルトに接触して、摩耗、発熱、ベルト切れ、ローラー回転不良を起こす原因となる。
【０００４】
原料の搬送を行うベルトコンベアの異常は、製鉄所での安定生産に直接影響を与えるため、このようなベルトコンベアの点検管理は非常に重要である。しかしながら、このようなベルトコンベアは地面に近接しているため、保全員が身を屈めて点検する必要があり、堆積物の除去作業においても、労力を要する作業であり、改善が求められている。
【０００５】
ベルトコンベアの点検管理するための技術として、特許文献１および２にはコンベアベルトのクリーナが提案されている。ベルトコンベアのベルトは往動側で積載物を安定させるために、下方に凸に湾曲しており、復動側においてはそのまま上方に凸形状になるため、如何にクリーナを湾曲形状に合わせて押し付けるかの工夫がなされている。ベルトコンベア設備の異常発見については、特許文献３には、ベルトコンベアの側面に取り付けられた加速度センサにより、不回転のローラーや落下物の引っ掛かりや噛み込みがある箇所では、通常とは違う振動・加速度が検知できるため、少なくとも１周分の加速度を測定することで、異常値を検知する技術が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８-１２７１７６号公報
【特許文献２】特許第６０５５１３２号公報
【特許文献３】特開２０１６-６０５５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１および特許文献２で提案されている技術は、ベルトへの原料の付着を掻き落とすことが可能であり、ベルトの蛇行防止に効果がある。しかしながら、ローラーの不転や落粉に対しては別の対策が必要である。特許文献３で提案されている方法は、ローラーの不転、あるいは落下物の引っ掛かりや噛み込みの異常を検知することが可能であるが、異常発生前に未然に検知する点については課題がある。
【０００８】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、ベルトコンベアの異常を未然に検知することができるベルトコンベアの管理方法および管理システム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】
【０００９】
上記課題を解決するため、本発明は、以下の（１）〜（１６）を提供する。
【００１０】
（１）搬送物を搬送するベルトコンベアを管理するベルトコンベアの管理方法であって、
ベルトコンベアのコンベアベルトに沿って移動する移動機に画像撮影機器を取り付けた状態で、前記移動機を走行させながら前記ベルトコンベアの前記コンベアベルトおよび／またはローラーの画像を連続的に取得する工程と、
前記コンベアベルトおよび／または前記ローラーの位置を判別する工程と、
前記コンベアベルトおよび／または前記各ローラーの位置を判別した画像に基づいて、前記ベルトコンベアの異常発生の危険度合を判別する工程と
を有することを特徴とするベルトコンベアの管理方法。
【００１１】
（２）前記コンベアベルトおよび／または前記ローラーの位置を判別する工程は、連続した画像をパノラマに合成すること、および／または、全球測位衛星システムによる測位、および／または、慣性計測装置による移動距離計測、および／または、エンコーダによる変位検出で行われることを特徴とする（１）に記載のベルトコンベアの管理方法。
【００１２】
（３）前記画像撮影機器は、可視画像撮影機器であり、
前記コンベアベルトおよび／またはローラーの画像は、可視画像であり、
前記ベルトコンベアの異常発生の危険度合を判別する工程は、
前記可視画像から前記コンベアベルトおよび／または前記ローラーの中のリターンローラーの下端位置から堆積物の上端位置の距離を算出して、前記コンベアベルトおよび／または前記リターンローラーの各位置に対して、前記コンベアベルトおよび／または前記リターンローラーの下端位置から前記堆積物の上端位置までの距離が短いほど、前記堆積物が前記コンベアベルトおよび／または前記リターンローラーに接触する危険度合が高いと判別することを特徴とする（１）または（２）に記載のベルトコンベアの管理方法。
【００１３】
（４）前記可視画像を２枚以上利用して写真測量の原理により奥行方向を認識し、奥行を利用して、前記コンベアベルトおよび／または前記ローラーの中のリターンローラーの下端位置から堆積物の上端位置の距離を算出して、堆積物が前記コンベアベルトおよび／または前記リターンローラーに接触する危険度合を判別することを特徴とする（３）に記載のベルトコンベアの管理方法。
【００１４】
（５）前記画像撮影機器に距離画像センサを利用して奥行方向を認識し、奥行を利用して、前記コンベアベルトおよび／または前記ローラーの中のリターンローラーの下端位置から堆積物の上端位置の距離を算出して、堆積物が前記コンベアベルトおよび／または前記リターンローラーに接触する危険度合を判別することを特徴とする（３）に記載のベルトコンベアの管理方法。
【００１５】
（６）前記画像撮影機器は、熱画像撮影機器であり、
前記コンベアベルトおよび／またはローラーの画像は、熱画像であり、
前記ベルトコンベアの異常発生の危険度合を判別する工程は、
前記熱画像から基準温度を算出し、前記基準温度より所定温度以上高温のコンベアベルトおよび／またはローラーを、高温異常発生の危険度合が高いとして判別することを特徴とする（１）または（２）に記載のベルトコンベアの管理方法。
【００１６】
（７）前記画像撮影機器は、可視画像撮影機器および熱画像撮影機器であり、
前記コンベアベルトおよび／またはローラーの画像は、可視画像および熱画像であり、
前記ベルトコンベアの異常発生の危険度合を判別する工程は、
前記可視画像から前記コンベアベルトおよび／または前記ローラーの中のリターンローラーの下端位置から堆積物の上端位置の距離を算出して、前記コンベアベルトおよび／または前記リターンローラーの各位置に対して、前記コンベアベルトおよび／または前記リターンローラーの下端位置から前記堆積物の上端位置までの距離が短いほど、前記堆積物が前記コンベアベルトおよび／または前記リターンローラーに接触する危険度合が高いと判別し、
前記熱画像から基準温度を算出し、前記基準温度より所定温度以上高温のコンベアベルトおよび／またはローラーを、高温異常発生の危険度合が高いとして判別することを特徴とする（１）または（２）に記載のベルトコンベアの管理方法。
【００１７】
（８）前記コンベアベルトおよび／または前記リターンローラーの所定位置で下端位置から前記堆積物の上端位置までの距離が所定範囲より短く、かつ前記所定位置で温度が前記基準温度より所定温度以上高温の場合に、前記所定位置において異常発生の危険度合が特に高いと判別することを特徴とする（７）に記載のベルトコンベアの管理方法。
【００１８】
（９）搬送物を搬送するベルトコンベアを管理するベルトコンベアの管理システムであって、
ベルトコンベアのコンベアベルトに沿って移動する移動機に取り付けられ、前記移動機を走行させながら前記ベルトコンベアの前記コンベアベルトおよび／またはローラーの画像を連続的に取得する画像撮影機器と、
取得した画像群を格納する記憶部と、
前記連続的に取得した画像群の位置関係から前記コンベアベルトおよび／または前記ローラーの位置を判別し、前記コンベアベルトおよび／または前記各ローラーの位置を判別した画像に基づいて、前記ベルトコンベアの異常発生の危険度合を判別する演算部と、
前記演算部で判別した前記異常発生の危険度合を表示する表示部と
を有することを特徴とするベルトコンベアの管理システム。
【００１９】
（１０）前記演算部は、連続した画像をパノラマに合成すること、および／または、全球測位衛星システムによる測位、および／または、慣性計測装置による移動距離計測、および／または、エンコーダによる変位検出で、前記コンベアベルトおよび／または前記ローラーの位置を判別することを特徴とする（９）に記載のベルトコンベアの管理システム。
【００２０】
（１１）前記画像撮影機器は、可視画像撮影機器であり、
前記コンベアベルトおよび／またはローラーの画像は、可視画像であり、
前記演算部は、前記可視画像から前記コンベアベルトおよび／または前記ローラーの中のリターンローラーの下端位置から堆積物の上端位置の距離を算出して、前記コンベアベルトおよび／または前記リターンローラーの各位置に対して、前記コンベアベルトおよび／または前記リターンローラーの下端位置から前記堆積物の上端位置までの距離が短いほど、前記堆積物が前記コンベアベルトおよび／または前記リターンローラーに接触する危険度合が高いと判別することを特徴とする（９）または（１０）に記載のベルトコンベアの管理システム。
【００２１】
（１２）前記可視画像を２枚以上利用して写真測量の原理により奥行方向を認識し、奥行を利用して、前記コンベアベルトおよび／または前記ローラーの中のリターンローラーの下端位置から堆積物の上端位置の距離を算出して、堆積物が前記コンベアベルトおよび／または前記リターンローラーに接触する危険度合を判別することを特徴とする（１１）に記載のベルトコンベアの管理システム。
【００２２】
（１３）前記画像撮影機器に距離画像センサを利用して奥行方向を認識し、奥行を利用して、前記コンベアベルトおよび／または前記ローラーの中のリターンローラーの下端位置から堆積物の上端位置の距離を算出して、堆積物が前記コンベアベルトおよび／または前記リターンローラーに接触する危険度合を判別することを特徴とする（１１）に記載のベルトコンベアの管理システム。
【００２３】
（１４）前記画像撮影機器は、熱画像撮影機器であり、
前記コンベアベルトおよび／またはローラーの画像は、熱画像であり、
前記演算部は、前記熱画像から基準温度を算出し、前記基準温度より所定温度以上高温のコンベアベルトおよび／またはローラーを、高温異常発生の危険度合が高いとして判別することを特徴とする（９）または（１０）に記載のベルトコンベアの管理システム。
【００２４】
（１５）前記画像撮影機器は、可視画像撮影機器および熱画像撮影機器であり、
前記コンベアベルトおよび／またはローラーの画像は、可視画像および熱画像であり、
前記演算部は、前記可視画像から前記コンベアベルトおよび／または前記ローラーの中のリターンローラーの下端位置から堆積物の上端位置の距離を算出して、前記コンベアベルトおよび／または前記リターンローラーの各位置に対して、前記コンベアベルトおよび／または前記リターンローラーの下端位置から前記堆積物の上端位置までの距離が短いほど、前記堆積物が前記コンベアベルトおよび／または前記リターンローラーに接触する危険度合が高いと判別し、
前記熱画像から基準温度を算出し、前記基準温度より所定温度以上高温のコンベアベルトおよび／またはローラーを、高温異常発生の危険度合が高いとして判別することを特徴とする（９）または（１０）に記載のベルトコンベアの管理システム。
【００２５】
（１６）前記演算部は、前記コンベアベルトおよび／または前記リターンローラーの所定位置で下端位置から前記堆積物の上端位置までの距離が所定範囲より短く、かつ前記所定位置で温度が前記基準温度より所定温度以上高温の場合に、前記所定位置において異常発生の危険度合が特に高いと判別することを特徴とする（１５）に記載のベルトコンベアの管理システム。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、ベルトコンベア近傍の画像を取得して解析することによりベルトコンベアを管理するので、ベルトコンベアの異常を未然に検知することができ、ベルトコンベアの停止を抑制して操業安定化が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の第１の実施形態のベルトコンベアの管理方法を実施するための画像撮影機器として、カメラやビデオ等の可視画像撮影機器を取り付けた移動機を示す図である。
【図２】本発明の第１の実施形態において、連続した可視画像群をパノラマ化した画像を示す図である。
【図３】図２の画像に基づいて算出した、コンベアベルトとリターンローラー下端から堆積物までの距離Ｈを示す図である。
【図４】本発明の第２の実施形態のベルトコンベアの管理方法を実施するための画像撮影機器として、赤外線サーモグラフィ等の熱画像撮影機器を取り付けた移動機を示す図である。
【図５】本発明の第２の実施形態において、連続した熱画像群をパノラマ化した画像を示す図である。
【図６】本発明の第３の実施形態のベルトコンベアの管理方法を実施するための画像撮影機器として、可視画像撮影機器と熱画像撮影機器を取り付けた移動機を示す図である。
【図７】本発明の第１の実施形態から第３の実施形態を実施するためのベルトコンベアの管理システムを示すブロック図である。
【図８】ベルトコンベアの管理システムの処理フローの第１の例を示すフローチャートである。
【図９】ベルトコンベアの管理システムの処理フローの第２の例を示すフローチャートである。
【図１０】ベルトコンベアの管理システムの処理フローの第３の例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
＜第１の実施形態＞
最初に、第１の実施形態について説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態のベルトコンベアの管理方法を実施するための画像撮影機器として、カメラやビデオ等の可視画像撮影機器を取り付けた移動機を示す図である。
【００２９】
ここでは、移動機として原料ヤードで用いられるスタッカー７に用いるベルトコンベアを例にとって説明する。スタッカー７は、走行レール４上を走行し、旋回装置５や起伏装置（図示せず）によって可動するブーム６を持つ。原料はベルトコンベアである地上コンベア１からトリッパー３によってブーム上のコンベア２に運ばれ、その先端からヤードに積み付けられる。
【００３０】
移動機であるスタッカー７は、走行レール４上を地上コンベア１のコンベアベルトに沿って走行する。地上コンベア１のコンベアベルトは例えば数百ｍと長いので、地上コンベア１のコンベアベルトに沿って走行するスタッカー７に、ビデオカメラやデジタルカメラ等の可視画像撮影機器１１を取り付けて、移動機であるスタッカー７の走行とともに連続的に地上コンベア１の画像を取得する。可視画像撮影機器１１は、地上ベルト１の側面を撮影できるように移動機であるスタッカー７の下部に取り付けるのが好ましい。
【００３１】
可視画像撮影機器１１は、ベルトコンベアである地上コンベア１のコンベアベルトおよび／またはローラーの画像を連続的に取得し、連続して取得した画像群の位置関係からコンベアベルトおよび／または各ローラーの位置を判別する。そして、コンベアベルトおよび／または各ローラーの位置を判別した画像に基づいて、ベルトコンベアの異常発生の危険度合を判別する。
【００３２】
落粉による堆積物がコンベアベルトあるいはリターンローラーと接触すると、摩擦によりベルトが肌荒れしたり、場合によっては摩擦熱により発火したりする危険がある。この場合は、堆積物とコンベアベルトあるいはリターンローラーとが接触しないように管理すればよく、可視画像により異常発生の危険度合を判別することが有効である。
【００３３】
コンベアベルトおよび／またはローラー位置の判別は、連続した可視画像をパノラマに合成することで行うことができる。パノラマ化の方法は問わないが、一般には画像の特徴点を探索し、画像間での特徴点の対応付けで実施される。
【００３４】
移動機の走行とともに連続的に撮影された画像であれば、画像間の連続性が既知であり、カメラ等の可視画像撮影機の向きも変更がなければ、連続する画像間の平行移動のみを考慮すればよい。移動機の速度が既知であれば、平行移動させる量は事前に概算できるため、特徴点から算出した移動距離が事前に概算した移動距離と大きくずれる場合ははずれ値として除外し、合成の精度向上が期待できる。画像間の合成には単純な平行移動以外に、回転や射影変換を適用して精度を向上させてもよい。
【００３５】
パノラマ化するには、特徴点の対応付けの観点から、連続した画像間で５０％以上範囲が重複していることが望ましい。したがって、重複率５０％以上を満足するように移動機の走行速度とビデオのフレーム数、あるいは、カメラ等のインターバル撮影間隔を調整する。
【００３６】
コンベアベルトおよび／またはローラー位置の判別は、ＧＰＳ(Global Positioning System／全地球測位システム)に代表されるＧＮＳＳ(Global Navigation Satellite System／全球測位衛星システム)による測位によって行ってもよい。また、ＩＭＵ（inertial measurement unit／慣性計測装置）により、３次元の角速度と加速度から積分により移動距離を算出して行ってもよい。さらに、エンコーダによる変位検出で行ってもよい。これらのいずれかを単独で用いてもよいが、これらのいずれか２つ以上用いて精度を向上させることもできる。また、これらのうち１つまたは２以上を、画像と組み合わせてコンベアベルトおよび／またはローラー位置の判別を行ってもよい。
【００３７】
次に、判別したコンベアベルトおよび／または各ローラーの位置の画像に基づいて、堆積物とコンベアベルトあるいはリターンローラーとの距離から異常が発生する危険度合を判別する。すなわち、その距離が近いほど堆積物がコンベアベルトまたはリターンローラーに接触する危険度合が高いと判別する。
【００３８】
具体的には、パノラマ化された画像からコンベアベルトおよび／またはリターンローラー下端、および堆積物の上端をエッジ検出する。ビデオやカメラ等の可視画像撮影機器の取り付け位置によって、概ね画像に入る被写体やその位置が決まるので、コンベアベルト、リターンローラー下端、堆積物の上端を特定する材料とできる。
【００３９】
図２にパノラマ化した画像の例を示す。中央部にコンベアベルトの架台２１とその脚２２がある。脚２２は等間隔である。架台２１の上下にローラー２３とリターンローラー２４があり、ローラーに沿ってコンベアベルト２５が移動する。リターンローラー２４下に落粉等の堆積物２７があり、一部雑草や付帯設備などの障害物２８も撮影される。２６はリターンベルトである。
【００４０】
架台２１の下端は中央部にある直線という条件で抽出することができる。下部のコンベアベルト２５は架台の下にある黒に近い曲線として、例えばＲＧＢ値が５０：５０：５０以下で抽出することができる。脚２２やリターンローラー２４は類似しているが、等間隔に並んでいることから区別することができる。堆積物２７に関してはその上端は黒に近い曲線としてベルトと同様に抽出できる。障害物２８や脚２２によってベルトやリターンローラーの一部は検出できないが、配置が等間隔で有ることやベルトの連続性からその存在位置を補完して求めることができる。なお対象物の抽出方法は、テンプレートマッチングや機械学習など、被写体の特徴から個別に設定可能であり、本方法に限定するものではない。
【００４１】
可視画像を２枚以上利用することで、写真測量の原理によりコンベアベルトおよび／またはローラーと堆積物の奥行関係を認識することができ、奥行を利用して、コンベアベルトおよび／またはローラーの中のリターンローラーの下端位置から堆積物の上端位置の距離を算出することにより、堆積物がコンベアベルトおよび／またはリターンローラーに接触するか否かを精度よく判定することができる。このとき、１つの可視画像撮影機器１１で２枚以上の可視画像を時間をずらして撮影してもよいが、２つ以上の可視画像撮影機器１１を設置して、可視画像を同じ時刻で２枚以上撮影することが好ましい。
【００４２】
あるいは、可視画像撮影機器１１として、距離画像センサを用いたＴＯＦ（Time of Flight）カメラのような距離画像カメラを用いることで、コンベアベルトおよび／またはローラーと堆積物の奥行関係を認識することができ、奥行を利用して、コンベアベルトおよび／またはローラーの中のリターンローラーの下端位置から堆積物の上端位置の距離を算出して、堆積物がコンベアベルトおよび／またはリターンローラーに接触するか否かを精度よく判定することができる。
【００４３】
画像に基づいて、コンベアベルトとリターンローラー下端から堆積物までの距離Ｈを算出し、コンベアベルトとリターンローラーの位置に対してプロットした例を図３に示す。図３から、最も右側のリターンローラー付近で堆積物との距離が近く、早急に堆積物の除去が必要であると判別することができる。
【００４４】
以上は画像群をパノラマ化した例を示したが、必ずしもパノラマ化した画像を生成する必要はなく、移動機の速度と撮影インターバルから連続した画像群の各画像の対応位置を紐付けてもよい。
【００４５】
＜第２の実施形態＞
次に、第２の実施形態について説明する。
図４は、本発明の第２の実施形態のベルトコンベアの管理方法を実施するための画像撮影機器として、赤外線サーモグラフィ（赤外線カメラ）等の熱画像撮影機器を取り付けた移動機を示す図である。
【００４６】
本実施形態でも、移動機として原料ヤードで用いられるスタッカー７に用いるベルトコンベアを例にとって説明する。本実施形態では、地上コンベア１に沿って走行するスタッカー７に、赤外線サーモグラフィ（赤外線カメラ）等の熱画像撮影機器１２を取り付けて、移動機であるスタッカー７の走行とともに連続的に地上コンベア１の熱画像を取得する。
【００４７】
ローラーが不転の場合やベルトが蛇行したりするとローラーとベルトの摩擦が大きくなり、ローラーの温度が高くなるので、本実施形態では、赤外線サーモグラフィ（赤外線カメラ）などの熱画像撮影機器１２を用いて監視する。
【００４８】
コンベアベルトやローラー位置の特定は、連続した熱画像をパノラマに合成することで判別可能となる。可視画像と同様に、画像の特徴点を探索し、画像間での特徴点の対応付けでパノラマ化することが可能である。近年、熱画像に可視画像のエッジを重ね合わせた画像が容易に得られるようになっているため、特徴点の探索には、可視画像を重ね合せた熱画像を取得することが望ましい。可視画像を重ね合せた熱画像が得られず、熱画像から特徴点を抽出することが難しい場合には、可視画像を同時に取得し、可視画像のパノラマ化を先に実施し、対応する熱画像を同様にパノラマ化することにより行うことができる。
【００４９】
熱画像をパノラマ化する場合も、可視画像と同様に、連続した画像間で５０％以上範囲が重複していることが望ましい。したがって、重複率５０％以上を満足するように移動機の走行速度とビデオのフレーム数、あるいは、カメラのインターバル撮影間隔を調整することがよい。以上は熱画像群をパノラマ化した例をしめしたが、必ずしもパノラマ化した熱画像を生成する必要はなく、移動機の速度と撮影インターバルから連続した熱画像群の各熱画像の対応位置を紐付けることでもよい。同時に取得した可視画像において特定したコンベアベルトやローラーの位置を同期した熱画像に紐付けることでもよい。
【００５０】
パノラマ化された熱画像から基準温度より所定温度以上高温のコンベアベルトおよび／またはローラーを、高温異常発生の危険度合が高いとして判別することができる。基準温度は、事前に調査しておいてもよいし、熱画像のピクセル単位の温度から５０％刈込平均を算出するなどして求めてもよい。規定の温度以上より高いとは例えば基準温度に対して１０℃以上と設定することができる。
【００５１】
第１の実施形態における図２の可視画像に対して得られた熱画像の例を図５に示す。リターン側のベルトは基準温度に対して＋７℃であったが、一番右のリターンローラーは基準温度に対して＋１０℃以上であったので、異常の可能性があるとして、詳細な点検が必要であると判別することができる。
【００５２】
なお、以上はローラーとしてリターンローラーを判別した例を示したが、キャリアローラーも同様に判別可能である。
【００５３】
＜第３の実施形態＞
次に、第３の実施形態について説明する。
図６は、本発明の第３の実施形態のベルトコンベアの管理方法を実施するための、画像撮影機器として、ビデオカメラやデジタルカメラ等の可視画像撮影機器と赤外線サーモグラフィ（赤外線カメラ）等の熱画像撮影機器の両方を取り付けた移動機を示す図である。
【００５４】
本実施形態でも、移動機として原料ヤードで用いられるスタッカー７に用いるベルトコンベアを例にとって説明する。本実施形態では、地上コンベア１に沿って走行するスタッカー７に、ビデオカメラやデジタルカメラ等の可視画像撮影機器１１と、赤外線サーモグラフィ（赤外線カメラ）等の熱画像撮影機器１２の両方を取り付けて、移動機であるスタッカー７の走行とともに連続的に地上コンベア１の可視画像および熱画像を取得する。
【００５５】
可視画像および熱画像の取得方法は、第１の実施形態および第２の実施形態と同様である。これらの画像に基づいて、ベルトコンベアの異常発生の危険度合を判別する。この場合、堆積物とコンベアベルトおよび／またはリターンローラーとの距離からこれらが接触する危険度合、およびコンベアベルトおよび／またはローラーの温度からこれらが高温異常になる危険度合を判別することができる。また、コンベアベルトおよび／またはリターンローラーの所定位置で下端位置から堆積物の上端位置までの距離が所定範囲より短く、かつその所定位置で温度が基準温度より所定温度以上高温の場合に、その所定位置において異常発生の危険度合が特に高いと判別する。
【００５６】
＜管理システム＞
次に、コンベアベルトおよび／またはローラーの画像を連続的に取得し、連続して取得した画像群の位置関係からコンベアベルトおよび／または各ローラーの位置を判別し、コンベアベルトおよび／または各ローラーの位置を判別した画像に基づいて、ベルトコンベアの異常発生の危険度合を判別するためのベルトコンベアの管理システムについて説明する。図７は、このようなベルトコンベアの管理システムを示すブロック図である。
【００５７】
図７は、第１の実施形態から第３の実施形態を全て含み得る管理システムとして描いている。管理システム３０は、サーバー３１と、画像撮影機器３２とを有している。
【００５８】
サーバー３１は、データベース（記憶部）３３と、演算装置３４と、表示装置３５を有している。
【００５９】
画像撮影機器３２は、ビデオカメラやデジタルカメラなどの可視画像撮影機器、および／または、赤外線サーモグラフィなどの熱画像撮影機器である。画像撮影機器３２は、有線または無線でサーバー３１に接続されている。画像撮影機器３２は、移動機に取り付けられることにより、ベルトコンベアの可視画像および／または熱画像を取得する。
【００６０】
データベース３３には、画像撮影機器３２により取得した画像群が格納される。また、異常の危険度合の判別結果も格納される。画像群および判別結果は、現在のものおよび過去のものが格納される。
【００６１】
演算装置３４では、連続した画像群をパノラマ化するなどして各画像の位置を特定する。そして、画像が可視画像の場合は、コンベアベルトおよび／またはリターンローラーの下端から堆積物までの距離を算出して、堆積物とコンベアベルトあるいはリターンローラーとの距離が近いほど堆積物がコンベアベルトまたはリターンローラーに接触する危険度合が高いと判別する。また、画像が熱画像の場合は、コンベアベルトおよび／またはローラーの基準温度を算出し、基準温度から所定温度以上高温のコンベアベルトおよび／またはローラーを判別する。また、画像が可視画像および熱画像の場合はこれらの両方の判別を行う。また、実際の異常の有無の判定も行う。
【００６２】
表示装置３５は、演算装置３４で位置特定した連続画像群（可視画像および／または熱画像）を表示するとともに、異常発生の危険度合を表示する。また、異常が発生した場合に備えて異常の有無も表示する。
【００６３】
可視画像および熱画像の両方を取得する場合には、堆積物との距離が近く、かつ高温であるリターンローラーは危険度が高いとして表示してもよい。さらに過去のデータをデータベースに保管しておき、過去の判定履歴を用いて、危険度や異常判定が連続する場合や、過去にも危険・異常判定があった場合に、異常発生の危険度合が高いとして判断してもよい。
【００６４】
＜管理システムの処理フロー＞
次に、以上のようなベルトコンベアの管理システムの処理フローについて説明する。
図８はベルトコンベアの管理システムの処理フローの第１の例を示すフローチャートである。
【００６５】
最初に画像撮影機器３２（可視画像撮影機器）によりコンベアベルトおよび／またはローラーの可視画像を連続的に取得する（ステップ１）。次いで、有線または無線にて画像群をサーバー３１のデータベース３３に格納する（ステップ２）。次いで、連続する可視画像群をパノラマ化するなどして各撮影の位置を特定する（ステップ３）。次いで、コンベアベルトおよび／またはリターンローラーの下端から堆積物までの距離を算出し（ステップ４）、その値に基づいて堆積物がコンベアベルトまたはリターンローラーに接触する危険度合を判別し、表示する（ステップ５）。
【００６６】
図９はベルトコンベアの管理システムの処理フローの第２の例を示すフローチャートである。
【００６７】
最初に画像撮影機器３２（熱画像撮影機器）によりコンベアベルトおよび／またはローラーの熱画像を連続的に取得する（ステップ１１）。次いで、有線または無線にて画像群をサーバー３１のデータベース３３に格納する（ステップ１２）。次いで、連続する熱画像群をパノラマ化するなどして各撮影の位置を特定する（ステップ１３）。次いで、基準温度を算出するとともに、コンベアベルトおよび／またはローラーの基準温度からの差分を算出し（ステップ１４）、差分温度が所定温度以上の場合、異常になる危険度合が高いと判別し、表示する（ステップ１５）。
【００６８】
図１０はベルトコンベアの管理システムの処理フローの第３の例を示すフローチャートである。
【００６９】
最初に画像撮影機器３２（可視画像撮影機器および熱画像撮影機器）によりコンベアベルトおよび／またはローラーの可視画像および熱画像を連続的に取得する（ステップ２１）。次いで、有線または無線にて画像群をサーバー３１のデータベース３３に格納する（ステップ２２）。次いで、連続する可視画像群および熱画像群をパノラマ化するなどして各撮影の位置を特定する（ステップ２３）。可視画像については、コンベアベルトおよび／またはリターンローラーの下端から堆積物までの距離を算出し（ステップ２４）、その値に基づいて堆積物がコンベアベルトまたはリターンローラーに接触する危険度合を判別し、表示する（ステップ２５）。一方、熱画像については、基準温度を算出するとともに、対象設備（ローラー）の基準温度からの差分を算出し（ステップ２６）、差分温度が所定温度以上の場合、異常になる危険度合が高いと判別し、表示する（ステップ２７）。そして、ステップ２５およびステップ２７の判定結果から総合判定を行う（ステップ２８）。総合判定では、堆積物との接触危険、温度以上の両方の判定があれば、異常発生の危険性が大とし、その旨を表示する。また、過去にも異常の危険性があった場合または実際に異常があった場合には、異常発生の危険性が大とし、その旨を表示する。
【００７０】
＜他の適用＞
以上、本発明の実施形態について説明してきたが、これらはあくまで例示に過ぎず、本発明の思想の範囲内で種々変更可能であることはいうまでもない。
【００７１】
例えば、上記実施形態では、ベルトコンベアに沿って移動する移動機が原料ヤードで用いられるスタッカーである例を示したが、これに限るものではない。また、ベルトコンベアが搬送する搬送物としては、鉱石、石炭、石灰等の原料に限らず、スラグ、廃レンガ、廃スクラップ等、他の搬送物であってもよい。
【符号の説明】
【００７２】
１  地上コンベア（ベルトコンベア）
２  ブーム上のコンベア
３  トリッパー
４  走行レール
５  旋回装置
６  ブーム
１１  可視画像撮影機器
１２  熱画像撮影機器
２１  架台
２２  架台の脚
２３  上部ローラー
２４  リターンローラー
２５  上部ベルト
２６  下部ベルト
２７  堆積物
２８  障害物
３０  管理システム
３１  サーバー
３２  画像撮影機器
３３  データベース
３４  演算装置
３５  表示装置
【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】
2019018999.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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