(57)【要約】【課題】自動化に適し、個々のワークの点検が可能な監視技術の提供。【解決手段】監視対象物にバーコードを設け、画像入力装置４、５とバーコードリーダ６を搭載した台車３を所定のルートに巡回させる。画像入力装置からの画像データをバーコードリーダ６で読み取られるバーコードーデータに対応して、コントローラ２１によりデータ記憶装置２４に記録し、バーコードデータに対応する現在及び過去の画像データをコントローラから画像処理装置２２に与える。画像処理装置では現在及び過去の画像データを画像処理で比較し、両画像データの差が判定値より大きい場合に当該監視対象物が異常であると判定する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
監視対象物が置かれている所定のルートを巡回する台車と、前記台車に搭載される画像入力装置と、前記監視対象物に設けられたバーコードを読み取る前記台車に搭載されるバーコードリーダと、前記画像入力装置で取得される監視対象物の画像データを前記バーコードリーダで読み取られる当該監視対象物のバーコードーデータに対応してデータ記憶装置に記録し、バーコードデータに対応する現在及び過去の画像データを前記データ記録装置から取り出して画像処理装置に与える制御装置と、前記制御装置から与えられる現在及び過去の画像データを画像処理により比較し、両画像データの差が判定値より大きい場合に、当該監視対象物が異常であると判定する前記画像処理装置を備えることを特徴とする画像監視システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は画像処理による監視自動化技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、環境の悪い施設内、例えば粉塵の多い施設や原子力施設等内では、点検台車のカメラや全体監視用のカメラが用いられていて、これらのカメラで得た映像はＶＴＲで録画されている。しかし、点検作業等の監視作業にあたって、従来は、カメラで得た映像あるいはＶＴＲで再生した画像は全て人間が目視で確認を行っているだけで、自動化は行われていない。
【０００３】
ワーク（監視対象物）の画像処理による点検にあっては、同一ワークの外観の違いから当該ワークの異常を検出する必要がある。
【０００４】
しかし、ワークの外観は個々に異なる（例えば、塗装色がシルバーや灰色などと個々に異なり、また、同一と思われる塗装でも、微妙に色が異なる）。更に、個々のワークは移動するために、どこに置かれているかわからない（人が手入力行うが、リアルタイムでは行わないため、点検時とがずれることがある）。従って、従来は、ワークが設置される場所に対する点検となって、個々のワークに対する点検ではない。
【０００５】
【特許文献１】
特開平７−３１８３７号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、上記従来技術の問題点を解決するため、自動化に適し、また、個々のワークの点検が可能な監視技術を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決する画像監視システムであり、監視対象物が置かれている所定のルートを巡回する台車と、前記台車に搭載される画像入力装置と、前記監視対象物に設けられたバーコードを読み取る前記台車に搭載されるバーコードリーダと、前記画像入力装置で取得される監視対象物の画像データを前記バーコードリーダで読み取られる当該監視対象物のバーコードーデータに対応してデータ記憶装置に記録し、バーコードデータに対応する現在及び過去の画像データを前記データ記録装置から取り出して画像処理装置に与える制御装置と、前記制御装置から与えられる現在及び過去の画像データを画像処理により比較し、両画像データの差が判定値より大きい場合に、当該監視対象物が異常であると判定する前記画像処理装置を備えることを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態を説明する。
【０００９】
図１に本発明の実施例に係る画像監視システムの全体構成を示し、図２は画像教示モードでの処理手順例を示し、図３は計測モードでの処理手順例を示し、図４はトレンドグラフの例を示し、図５は判定値決定用のヒストグラムの例を示し、図６は本発明を適用する監視対象物（ワーク）の外観例を示し、図７は従来の監視対象物の外観例を示している。
【００１０】
図６に示すように、本発明では、個々の監視対象物１（例えば、原子力施設ではシリンダと呼ばれるワーク）の表面に、バーコード２が設けられている。図７に示すように、従来の監視対象物１００には、バーコードはない。
【００１１】
バーコード２は監視対象物１を管理するためのものであり、それが取り付けられている個々の監視対象物１を他の監視対象物と識別するためのデータ（バーコードデータ）を表している。
【００１２】
図１に示す全体構成図において、３は点検用のバッテリ駆動の台車であり、悪環境施設内で監視対象物（図６の符号１参照）が設置されている所定のルートを自動的に巡回走行するように構成されている。この台車３には、監視対象物１の画像を入力する画像入力装置として、監視対象物１を撮影するための３台のＣＣＤカメラ等の固定カメラ４と、また、監視対象物１を撮影するための１台のＣＣＤカメラ等の遠隔操作カメラ５が搭載されている。更に、監視対象物１のバーコード（図６の符号２参照）を読み取るためのバーコードリーダ６が台車３に搭載されている。７は、撮影及びバーコード読取用のファイバ照明装置（照明装置）である。
【００１３】
台車３には、その他、原子力設備を想定して高周波（ＨＦ）モニタ８、γ線リニアモニタ９及び３台のα線やβ線のサーベイメータ１０が搭載され、更に、固定カメラ４及び遠隔操作カメラ５で取得した映像を送受信するための映像用無線機１１と、遠隔操作カメラ５を操作するための遠隔操作用無線機１２と、バーコードリーダ６、ＨＦモニタ７、γ線リニアモニタ８及びサーベイメータ９で取得したデータを送受信するための情報用無線機１３が搭載されている。情報用無線機１３は台車３の走行制御にも使用可能にされている。
【００１４】
また、悪環境施設内には、施設内全体を撮影するための電動雲台１４上の全体監視カメラ１５と、台車３搭載の映像用無線機１１と通信する映像用無線機１６（地上局）と、リモート制御盤１７が固定的に設置されている。リモート制御盤１７には、台車３搭載の遠隔操作用無線機１２及び情報用無線機１３それぞれと通信する遠隔操作用無線機１８及び情報用無線機１９（ともに地上局）が設置されている。また、施設内には、台車３のバッテリに対する自動充電装置２０が設置されており、これはリモート制御盤１７の制御下で動作する。リモート制御盤１７には操作表示パネル１７Ａが取り付けられている。
【００１５】
一方、悪環境施設外の中央監視室内に、画像処理に関するキーボード付のコントローラ２１（制御装置）と、画像処理装置２２と、ＣＲＴ等の表示用モニタ２３と、光ディスク等のデータ記憶装置２４が設置されている。コントローラ２１、画像処理装置２２、モニタ２３及びデータ記憶装置２４についての詳細は、後述する。
【００１６】
２５は、データ変換装置（デコーダ）である。データ変換装置２５は台車３上のカメラ４、５からの映像を無線機１１、１６を介して取得し、画像処理に適した信号に変換（例えばカラーカメラ４，５からのビデオ信号をＲ，Ｇ，Ｂ信号に変換）換し、コントローラ２１及び画像処理装置２２に与える。カメラ４、５がＲＧＢ信号を出力する場合は、データ変換装置は不要である。
【００１７】
また、中央監視室には、監視制御装置２６と、施設内のカメラ５を無線機１２、１８を介して遠隔操作するための制御装置２７と、全体監視カメラ１５の電動雲台１４を制御する制御装置２８と、ＶＴＲ等の録画装置２９と、信号切替器３０と、タイトルジェネレータ３１と、大画面の映像用モニタ３２が設置されている。監視制御装置２６はキーボード付のコントローラ２６Ａとモニタ２６Ｂからなり、バーコードリーダ６が取得したバーコードデータを無線機１３、１９を介して収集するとともに、ＨＦモニタ８、γ線リニアモニタ９及びサーベイメータ１０で取得したデータを無線機１３、１９を介して収集し、また、リモート制御盤１７の操作表示パネル１７Ａを駆動し、更に、台車３の走行制御を行うための制御装置である。録画装置２９は監視制御装置２６の制御下で、台車３上のカメラ４、５からの映像をタイトルジェネレータ３１で付されたタイトルと共に録画する。信号切替器３０は画像処理装置２２の制御下で、全体監視カメラ１５からの映像と録画装置２９からの再生映像とを切り替えてモニタ３２に表示させる。
【００１８】
悪環境施設内の監視に際し、台車３は指定されたルートで巡回し、悪環境施設内の点検ポイント毎に、監視対象物１に貼られたバーコード２をバーコードリーダ６により読み取り、また、監視対象物１をカメラ４、５により撮影し、監視対象物１のバーコードデータを監視制御装置２６を介してコントローラ２１に送信し、バーコード２を読み取った監視対象物１の現在の映像をデータ変換装置２５を介してコントローラ２１及び画像処理装置２２に送信する。
【００１９】
コントローラ２１は、バーコードデータを受信する機能と、データ変換装置２５を介して映像データを受信する機能と、受信した映像データをバーコードデータに対応させてデータ記録装置２４に記録する機能と、受信したバーコードデータに対応する現在の映像データと過去の映像データ（例えば前回の映像データ）をデータ記録装置２４から読み出して画像処理装置２２に送信する機能と、画像処理装置２２による計測結果を受信する機能と、受信した計測結果をモニタ２３に表示させる機能と、受信した計測結果をデータ記憶装置２４に記録する機能を有している。
【００２０】
画像処理装置２２は、コントローラ２１から現在の映像データ及び過去の映像データを受信する機能と、データ変換装置２５から現在の映像データを直接受信する機能と、受信した現在の映像データと過去の映像データを画像処理により比較して、例えば汚れや腐食、変形等の点検項目に関し、受信した現在の映像データの画像パターンや特徴量を画像処理により定量化して計測し、過去の映像データの画像パターンや特徴量を比較することで、前回との違い（監視対象物１の異常部分）が判定値より大きい場合に当該監視対象物１が異常であると判定する計測判定機能と、計測結果をコントローラ２１に送信する機能を有している。計測に用いる現在の映像データは、コントローラ２１から受信したものでも、データ変換装置２５から受信したもの、いずれであっても良い。
【００２１】
モニタ２３はコントローラ２１と一体であり、計測結果を可視化表示する。
【００２２】
データ記録装置２４はデータ変換装置２５及びコントローラ２１を介して現在及び過去の映像データを記録する機能を有し、その読み出しも可能である。
【００２３】
画像処理装置２２がコントローラ２１に送信してデータ記録装置２４に記録する計測結果には、画像処理装置２２が今回の計測で得た現在の映像データに関する画像パターンや特徴量を含んでも良い。また、コントローラ２１がデータ記録装置２４から読み出して画像処理装置２２に送信する前回など過去の映像データとしては、映像の生データに限らず、画像処理装置２２が過去の計測で得た画像パターンや特徴量であっても良い。
【００２４】
次に、図２から図５を参照して、本発明の実施例に係る監視装置の動作の一例を説明する。
【００２５】
［画像処理手法］
本実施例では、画像処理装置２２は、以下に示す５項目の画像処理（１）から（５）により、現在の映像データと過去例えば前回の映像データとの差を検出して違いから異常かどうか判定するものとしている。なお、詳細は後述するが、本実施例では、画像処理装置２２の判定を元に、最終的な判断は人間が行うものとしている。
（１）２値化処理による抽出
（２）特徴抽出
（３）正規化相関法（パターンマッチング）
（４）前処理による抽出
（５）カラー処理
【００２６】
［コントローラ２１の処理］
コントローラ２１における処理動作の概略を示せば、修正モードと、画像教示モードと、計測モードと、データファイルのダウンロードモードがある。
【００２７】
［修正モード］
修正モードでは、共通のパラメータと、監視対象物１個別のパラメータを設定する。共通パラメータの例としては、計測視野（解像度）や計測項目の選択があり個別パラメータの例としては、計測エリア設定や計測パターンの設定、基準値の設定、判定値の設定がある。
【００２８】
［画像教示モード］
画像監視システムの立ち上げ時には映像の初期データがないので、初期の映像データを画像教示モードで作成する。つまり、画像教示モードで動作すると、画像監視システムは図２に示す通常の計測運転状態（コントローラ２１はステップＳ１からステップＳ６、台車３ではステップＳ１１からステップＳ１２、画像処理装置２２ではステップＳ２１からステップＳ２１からステップＳ２３）と同様に動作するが、このときは、画像データを自動的に登録するだけで、計測は行わない。つまり、台車３が巡回する際、計測指令を送信し、各点検ポイントに至る都度、そこのシリンダ（監視対象物１）のバーコード２を読み込むと共に当該シリンダを撮影し、バーコードデータと画像データをリアルタイムにコントローラ２１（図２ではデータ処理装置と表記）に送信する。コントローラ２１はバーコードデータに対応させて現在の画像データをデータ記録装置２４にファイリングして登録するだけである。従って、画像処理装置２２は計測を行わない。
【００２９】
［計測モード］
計測モードでは、図３に示すように、画像監視システムは計測を実行し、前回の画像データと現在の画像データを比較計測して異常か否かの判定を行う。現在の画像データは自動的に登録される。即ち、台車３が施設内を巡回するとき、これから送信する画像データを画像処理による計測に用いるように指示する計測指令を台車３側から送信し（ステップＳ１１）、これをコントローラ２１（図３ではデータ処理装置と表記）が受信する（ステップＳ１）。次いで、台車３が各点検ポイントに至る都度、そこのシリンダ（監視対象物１）のバーコード２を読み込むと共に当該シリンダを撮影し、バーコードデータと現在の画像データをリアルタイムにコントローラ２１に送信し（ステップＳ１２）、コントローラ２１はバーコードデータを受信して読み込み（ステップＳ２）、その都度、受信したバーコードデータに対応させて現在の受信した画像データと先に登録した前回の画像データを画像処理装置２２に送信し（ステップＳ３）、また、現在の受信した画像データをバーコードデータに対応させてデータ記録装置２４にファイリングして登録する（ステップＳ４）。画像処理装置２２はコントローラ２１から現在の画像データと前回の画像データを受信すると（ステップＳ２１）、両画像データを画像処理により比較計測し、画像パターンや特徴量の差と判定値から異常か否かの判定を行い（ステップＳ２２）、その判定結果及び判定に用いた特徴量等の計測値をコントローラ２１に送信する（ステップＳ２３）。コントローラ２１は画像処理装置２２から画像処理による判定等の結果を受信し（ステップＳ５）し、モニタ２３に表示する（ステップＳ６）。また、コントローラ２１は画像処理装置２２から画像処理による判定等の受信結果をデータ記憶装置２４に記録する。
【００３０】
なお、上述した画像教示モードにおいて、本実施例ではコントローラ２１は画像データを画像処理装置２２に送信していないが、バーコードデータに対応させて画像データを画像処理装置２２にも送信するようにして処理を前倒しに早めに行っても良い。この場合、画像処理装置２２はバーコードデータに対応させて画像データを登録するだけで計測は行わず、次回の計測に備えておく。また、計測モードにおいて、本実施例では現在と前回の画像データを比較しているが、現在と任意の過去の画像データを比較するようにしても良い。
【００３１】
画像処理による判定結果や特徴量等の計測値を用いて統計処理を行うことができる。例えば、点検を日々行うとした場合、特徴量の日々のばらつき等を統計的に管理し、点検項目のトレンドを求めたり、判定の基準となる判定値を求めることができる。図４のトレンドグラフは、汚れや腐食の面積等の特徴量の日々の推移をモニタ２３や印刷物に表したものであり、図４のように面積値が日毎に増加している場合は、これを見るなどすることにより、監視対象物１の汚れや腐食が日々進んでいると判断することができる。図５のヒストグラムは、汚れや腐食等の面積値とその計測回数との関係をモニタ２３や印刷物に表したものであり、これを見るなどすることにより、ヒストグラムのばらつき（例えば３σ）を目安として判定値を決定することができる。これらの統計的処理はコントローラ２１や画像処理装置２２自体で行っても良く、あるいは、画像処理による判定結果や特徴量等の計測値を統計処理用の計算機にダウンロードしてこれに行わせても良い。
【００３２】
［データファイルのダウンロードモード］
このモードでは、画像処理による判定結果や特徴量等の計測値をデータ記憶装置２４からフレキシブルディスク等の取り外し可能な記録媒体に例えばテキストファイルの形で、ダウンロードする。これの目的は、主としてコントローラ２１や画像処理装置２２外の計算機で統計的処理を行えるようにするためである。
【００３３】
【発明の効果】
本発明によれば、監視対象物の検査の自動化が可能となる。また、人によるミスがなくなる。また、監視対象物をバーコードで管理しているため、監視対象物の行き場所が変わっても検査可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例に係る画像監視システムの全体構成図。
【図２】画像教示モードでの処理手順例を示す図。
【図３】計測モードでの処理手順例を示す図。
【図４】トレンドグラフの例を示す図。
【図５】判定値決定用のヒストグラムの例を示す図
【図６】本発明を適用する監視対象物の外観例を示す図。
【図７】従来の監視対象物の外観例を示す図。
【符号の説明】
１、監視対象物（ワーク、シリンダ）
２  バーコード
３  点検用の台車
４  固定カメラ
５  遠隔操作カメラ
６  バーコードリーダ
７  ファイバ照明装置（照明装置）
８  ＨＦモニタ
９  γ線リニアモニタ
１０  α線（β線）サーベイメータ
１１  映像用無線機（台車側）
１２  遠隔操作用無線機（台車側）
１３  情報用無線機（台車側）
１４  電動雲台
１５  全体監視カメラ
１６  映像用無線機（地上局）
１７  リモート制御盤
１７Ａ  操作表示パネル
１８  遠隔操作用無線機（地上局）
１９  情報用無線機（地上局）
２０  自動充電装置
２１  コントローラ（制御装置）
２２  画像処理装置
２３  計測結果表示用モニタ
２４  データ記憶装置
２５  データ変換装置
２６  監視制御装置
２６Ａ  監視制御装置のコントローラ
２６Ｂ  監視制御装置のモニタ
２７  遠隔操作カメラ用制御装置
２８  全体監視カメラ用制御装置
２９  録画装置
３０  信号切替器
３１  タイトルジェネレータ
３２  映像用モニタ
【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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