(57)【要約】工業プロセス制御又はモニタリングシステムにおいて使用するための無線フィールド装置（１４）は、無線フィールド装置（１４）の動作を制御するように構成された制御装置（３４）を含む。無線通信回路（３２）が遠隔地と無線通信するように構成されている。内部電源（３６）が無線フィールド装置（１４）に給電する。画像取り込み装置（７４）が制御装置（３４）に結合され、無線フィールド装置（１４）の環境（７５）の画像を取り込むように構成されている。制御装置（３４）は、画像取り込み装置（７４）から画像情報を受信し、圧縮画像情報を遠隔地に送信するように適合されている。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
工業プロセス制御又はモニタリングシステムにおいて使用するための無線フィールド装置であって、
前記フィールド装置の動作を制御するように構成された制御装置；
遠隔地と無線通信するように構成された無線通信回路；
前記フィールド装置に給電するように構成された内部電源；及び
前記フィールド装置の環境の画像を取り込むように構成された、前記制御装置に結合された画像取り込み装置
を含み、前記制御装置が、前記画像取り込み装置から画像情報を受け、前記情報を圧縮し、圧縮画像情報を前記遠隔地に送信するように適合されている、無線フィールド装置。
【請求項２】
画像情報を記憶するように構成されたメモリをさらに含む、請求項１記載の無線フィールド装置。
【請求項３】
前記記憶される画像情報がベースライン画像情報を含む、請求項２記載の無線フィールド装置。
【請求項４】
前記記憶される画像情報が最新画像情報を含む、請求項２記載の無線フィールド装置。
【請求項５】
前記記憶される画像情報が圧縮画像情報を含む、請求項２記載の無線フィールド装置。
【請求項６】
前記記憶される画像情報が画像変化情報を含む、請求項２記載の無線フィールド装置。
【請求項７】
前記無線通信回路を介して受けられるコマンドに応答して、前記圧縮画像情報がより高解像度の画像情報を含む、請求項１記載の無線フィールド装置。
【請求項８】
前記画像中の変化の検出に応答して、前記圧縮画像情報がより高解像度の画像情報を含む、請求項１記載の無線フィールド装置。
【請求項９】
前記無線通信回路を介して受けられるコマンドに応答して、前記圧縮画像情報がより高フレーム率の画像情報を含む、請求項１記載の無線フィールド装置。
【請求項１０】
前記画像中の変化の検出に応答して、前記圧縮画像情報がより高フレーム率の画像情報を含む、請求項１記載の無線フィールド装置。
【請求項１１】
前記圧縮画像情報が非可逆圧縮画像情報を含む、請求項１記載の無線フィールド装置。
【請求項１２】
前記圧縮画像情報が可逆圧縮画像情報を含む、請求項１記載の無線フィールド装置。
【請求項１３】
前記圧縮画像情報が、前記画像中の、前記画像が変化した場所に関する場所情報を含む、請求項１記載の無線フィールド装置。
【請求項１４】
請求項１記載の無線フィールド装置と、前記圧縮画像情報を受けるように構成された、前記遠隔地にある画像管理アプリケーションとを含む無線モニタリングシステム。
【請求項１５】
前記画像管理アプリケーションがベースライン画像を含む、請求項１４記載の無線モニタリングシステム。
【請求項１６】
前記画像管理アプリケーションが、前記画像中のオブジェクトを識別するように構成されている、請求項１４記載の無線モニタリングシステム。
【請求項１７】
前記画像取り込み装置を再配置するように構成されたアクチュエータを含む、請求項１記載の無線フィールド装置。
【請求項１８】
プロセス変量センサをさらに含み、感知されたプロセス変量に関する情報が前記無線通信回路によって送られる、請求項１記載の無線フィールド装置。
【請求項１９】
複数の取り込み画像をアニメーションとして表示するように構成された画像管理アプリケーションを含む、請求項１記載の無線フィールド装置。
【請求項２０】
画像変化情報を誇張し、それにより、前記取り込み画像中の変化を増幅するように構成された画像管理アプリケーションを含む、請求項１記載の無線フィールド装置。
【請求項２１】
請求項１記載の無線フィールド装置と、前記無線フィールド装置と同じ無線ネットワーク上でプロセス変量情報を無線送信するように構成された第二の無線フィールド装置とを含む無線モニタリングシステム。
【請求項２２】
前記圧縮画像情報が下げられた優先度レベルで送信される、請求項２１記載のシステム。
【請求項２３】
工業プロセス制御又はモニタリングシステム中の無線フィールド装置における方法であって、
画像取り込み装置から、前記フィールド装置の環境の画像を受ける工程；
前記画像を前記無線フィールド装置中の制御装置によって処理し、圧縮画像情報を生成する工程；
前記フィールド装置に対して内部にある電源によって前記フィールド装置に給電する工程；
前記無線フィールド装置中の無線通信回路を使用して、前記圧縮画像情報を遠隔地に無線通信する工程
を含む方法。
【請求項２４】
前記圧縮画像情報をメモリに記憶する工程を含む、請求項２１記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は工業プロセス制御又はモニタリングシステムに関する。より具体的には、本発明は、そのようなシステムにおいて使用される無線プロセスフィールド装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
工業的状況においては、工業的及び化学的プロセスの目録及び動作などをモニタし、制御するためのシステムが使用される。一般に、それらの機能を実行するシステムは、プロセス制御ループによって制御室中の制御回路に結合された、工業プロセス中の主要な場所に分散したフィールド装置を使用する。「フィールド装置」とは、工業プロセスの計測、制御及びモニタリングにおいて使用されるすべての装置を含む、分散制御又はプロセスモニタリングシステムにおいて機能を実行する任意の装置をいう。
【０００３】
一般に、各フィールド装置はまた、プロセス制御ループを介してプロセス制御装置、他のフィールド装置又は他の回路と通信するために使用される通信回路を含む。一部の施設において、プロセス制御ループはまた、フィールド装置に給電するために、調整された電流及び／又は電圧をフィールド装置に印加するためにも使用される。プロセス制御ループはまた、アナログ又はデジタルフォーマットにあるデータを運ぶ。
【０００４】
一部の施設においては、フィールド装置との通信のために無線技術が使用され始めた。無線動作はフィールド装置の配線及びセットアップを簡単にする。現在、フィールド装置が局所電源を含む無線施設が使用されている。しかし、電力制限のせいで、そのような装置の機能性は一般に限られる。さらに、場合によっては、フィールド装置は、周囲環境を視覚的にモニタすることが困難である遠隔地に配置される。多くの場合、現場を点検するために、点検担当者を乗せた乗り物を出さなければならない。現場は何マイルも離れていることもあり、特に遠隔地に赴くためには有意な移動時間を要することがある。
【発明の概要】
【０００５】
工業プロセス制御又はモニタリングシステムにおいて使用するための無線フィールド装置は、無線フィールド装置の動作を制御するように構成された制御装置を含む。無線通信回路が遠隔地と無線通信するように構成されている。内部電源が無線フィールド装置に給電する。画像取り込み装置が制御装置に結合され、無線フィールド装置の環境の画像を取り込むように構成されている。制御装置は、画像取り込み装置から画像情報を受信し、圧縮画像情報を遠隔地に送信するように適合されている。また、方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】本発明で使用するためのプロセス制御又はモニタリングシステムを示す略ブロック図である。
【図２】本発明の一つの実施形態のフィールド装置中の構成要素を示すブロック図である。
【図３】図２のフィールド装置の構成要素を示すより詳細なブロック図である。
【図４】４Ａ、４Ｂ及び４Ｃは、本発明による画像取り込みに付されることができる例示的な遠隔環境を示す。
【図５】プロセス制御装置モニタリングシステムの、図１に類似したもう一つの例示的なブロック図である。
【図６】本発明の実施形態の画像取り込み装置の略図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
例示的実施形態の詳細な説明
図１は、無線ゲートウェイ１３を介してフィールド装置１４及び１６と通信する制御室１２を含む例示的なプロセス制御又はモニタリングシステム１０を示す略図である。ゲートウェイ１３と制御室１２との間の通信は、有線又は無線通信リンクを介することができる。フィールド装置１４は、プロセス配管１８に結合した状態で示され、フィールド装置１６は、貯蔵タンク２０に結合した状態で示されている。しかし、装置１４、１６は、いかなる所望の場所に配置されてもよい。装置１４及び１６は、ワイヤレスゲートウェイと対応するアンテナ２６との間で情報を送信及び／又は受信するためのアンテナそれぞれ２２及び２４を含む。装置１４及び１６は、無線高周波数（ＲＦ）通信リンク２８、２９及び３０を使用して、互い及びゲートウェイ１３のような遠隔地と通信する。一つの例示的な無線通信プロトコルが、ＩＥＣ６２５９１に準拠するWirelessHART（登録商標）プロトコルである。フィールド装置１４及び１６は、さらなるワイヤを要することなく局所（内部）電力を装置に提供するための構成要素を含む。たとえば、装置１４及び１６は、局所電力のための太陽電池及び／又はバッテリを含むことができる。
【０００８】
フィールド装置１４及び１６は、限られた電力を使用して作動するため、それらの処理能力及び送信することができるデータの量は限られる。一つの局面において、本発明は、画像取り込み装置を使用してフィールド装置１４、１６が位置する環境の画像を取り込むための能力を含む、装置１４及び１６のような無線フィールド装置を含む。装置内の制御装置が取り込み画像を受け、圧縮画像情報を生成する。この圧縮画像情報は、無線通信技術を使用して遠隔地に送信される。これが、装置によって求められる電力の量を減らし、また、画像情報を送るために求められる帯域幅の量を減らす。
【０００９】
図２は、図１に示すフィールド装置１４をさらに詳細に示す略ブロック図である。フィールド装置１４は、任意選択のトランスデューサ３１、無線入出力（通信）回路３２、制御装置３４、電源回路３６、バッテリ３８及びソーラーパネル４０を含む。トランスデューサ３１は、プロセス変量を感知するために使用されるセンサであることもできるし、プロセス変量を制御するために使用される制御要素、たとえば弁であることもできる。無線通信回路３２が、ゲートウェイのアンテナ２６を介してゲートウェイ１３と通信するために、アンテナ２２に結合している。任意選択で、装置１４は制御室１２と直接通信する。フィールド装置１４内の回路に電力を提供するために電源回路３６が使用されている。電源回路３６は、太陽電池４０から受ける内部電力又はバッテリ３８から受ける電力を使用して作動することができる。電源回路３６は、遠隔電源への配線を要しない任意のタイプの内部電源から給電されることができる。電源回路３６は、フィールド装置１４内に自蔵であることもできるし、いくつかの実施形態においては、フィールド装置に対して外部に位置し、フィールド装置の近くに配置されることもできる。たとえば、ソーラーパワー式ユニットを使用して、情報を運ぶためにも使用される２線式接続を介して送信機又は他のフィールド装置に給電することができる。そのような形態において、電源回路はまた、遠隔地への無線通信を提供することができる。そのような形態は、２００４年５月２１出願の米国特許出願第１０／８５０，８２８号「WIRELESS POWER AND COMMUNICATION UNIT FOR PROCESS FIELD DEVICES」に示され、記載されている。同出願は参照により全体として本明細書に組み込まれる。十分な電力が太陽電池４０から受けられるならば、電源回路３６を使用してバッテリ３８を充電することもできる。以下さらに詳細に説明するように、環境の画像を取り込むために画像取り込み装置７４が使用される。
【００１０】
図３は、本発明の実施形態のプロセス装置１４のより詳細なブロック図であり、プロセス変量センサとして構成された任意選択のトランスデューサ３１を示す。プロセス変量センサ３１は、装置１４のハウジング内に配置されることもできるし、図３に示すように、ハウジングに対して外部にあることもできる。計測回路５２がプロセス変量センサ３１に結合し、計測信号を制御装置３４に提供する前に初期信号処理を実行するために使用される。図３中、任意選択のユーザ入力５４がオペレータボタンとして示されている。同様に、任意選択の出力装置、たとえば液晶表示装置５６が示されている。
【００１１】
制御装置３４は一般に、マイクロプロセッサベースの制御装置であり、メモリ６０及びクロック６２に結合する。クロック６２は、フィールド装置１４内のデジタル回路の作動速度を決定し、メモリ６０は、情報を記憶するために使用される。メモリ６０は、固定メモリ及び揮発性メモリの両方を含むことができ、処理中に使用されるデータ、プログラミング命令、校正情報又はプロセス装置１４とで使用するための他の情報、データもしくは命令を記憶するために使用されることができる。メモリ６０はまた、本明細書に記載されるような画像情報を記憶する。
【００１２】
図３はまた、本発明の一つの例示的な実施形態の画像取り込み装置７４を示す。画像取り込み装置７４は、以下さらに詳細に述べるように作動し、画像情報からなる画像出力を制御装置３４に提供する。
【００１３】
「背景技術」の段落で述べたように、場合によっては、遠隔フィールド装置を取り囲む環境を視覚的にモニタすることが望ましい。一般に、そのようなモニタリングは、点検担当者を乗せた乗り物を出すことを要求し、その担当者が遠隔地まで運転して目視点検を実施しなければならない。本発明は、遠隔地にあるプロセス要素、たとえばフレア、ポンプジャッキ、ポンプ、タンク又はフィールド装置１４、１６に近い他の構成要素を含むことができる遠隔環境７５の画像モニタリングを提供する。これを使用して、その区域内の乗り物又は人員、ポンプ又は井戸のような設備の正しい動作、火又は煙の存在、漏出プロセス流体などに関する情報を提供することができる。
【００１４】
外部電源を要しない、遠隔地で作動することができる無線フィールド装置は、たとえば米ミネソタ州ChanhassenのRosemount Inc.から市販されている。そのような装置は、プロセス変量を計測し、又は他のプロセス情報を得、WirelessHART（登録商標）プロトコルのような無線通信技術を使用して情報を送信するように構成されている。しかし、電力及び帯域幅の制限のせいで、そのような装置は、画像データ中に存在するような大量のデータを送信するのには十分に適さない。そのような送信は、大きな電力消費を要し、装置のバッテリを急速に枯渇させ、それにより、装置をフィールドに放置しておくことができる時間を短縮するであろう。本発明は、そのような無線フィールド装置から画像情報を提供するための方法及び装置を提供する。
【００１５】
一つの例示的な形態において、画像取り込み装置７４はＣＣＤ又はＣＭＯＳ装置を含む。画像取り込み装置７４は、任意選択で、周囲環境７５の所望の領域を装置７４上に合焦させるためのレンズを含む。装置の個々の画素又は画素群の変化（デルタ）を検出することができる任意選択の処理回路を提供することもできる。一つの例示的な画像取り込み装置７４が光学マウスセンサ、たとえばAvago TechnologiesのADNS-5090又はOmnivision TechnologiesのOV7995である。これは、画像取り込み及び画像変化（デルタ）検出の両方を実行し、具現化された単一集積回路である装置の例である。
【００１６】
図４Ａ、４Ｂ及び４Ｃは、工業プロセス環境７５のイラストであり、本発明の一つの例示的な実施形態の動作を示す。図４Ａ中、オイルリグ８０の参照画像が示されている。図４Ｂ中、同じ参照画像が示され、また、太陽８２が見えている。図４Ｃ中、太陽８２に加えて、オイルリグの近くに一人の人物８４を見ることができる。図４Ａに示す参照画像は、画像取り込み装置７４によって取得し、メモリ６０に記憶することができる。参照画像は、ホスト現場における機能強化型画像処理及び分析に備えて高い解像度で撮ることができる。参照画像は、図１に示す制御室１２のような遠隔地へと低いデータ転送速度で送信することができる。もう一つの例において、参照画像は、ＲＦリンク２８、３０以外の何らかの手段を使用して遠隔地に転送され、その遠隔地で参照画像として記憶される。たとえば、メモリスティックのような物理メモリを使用して、図１に示す制御室１２に画像を移動することができる。その後、図４Ｂに示すような第二の画像が画像取り込み装置７４によって取り込まれる。図４Ｂ中、この画像は、太陽８２が見えている点で図４Ａの参照画像とは異なる。たとえば、後続の画像は、数分又は数時間の間隔で撮ることができる。二つの画像の間の変化（デルタ）を識別することにより、制御装置３４は、変化した部分（画素）のみを記憶するだけでよい。換言するならば、太陽８２に関する画像からの情報をメモリ６０に記憶し、アンテナ２２を介する無線通信を使用して遠隔地に送信することができる。これが、メモリ及び送信帯域幅の両方を節約する。
【００１７】
さらに第二の後続画像が図４Ｃに示されている。この図中、ある人物８４がオイルリグの近くに見える。ここでもまた、画像は画像取り込み装置７４によって取り込まれ、制御装置３４が変化（デルタ）をその後の無線送信に備えてメモリ６０に記憶する。デルタ情報は、ほぼリアルタイムで送信することもできるし、その後の送信に備えてメモリ６０に記憶しておくこともできる。たとえば、画像情報は、無線ネットワーク２８、３０上のデータ通信量が相対的に低いとき、又は送信のためにさらなる電力が利用可能であるとき、送信することができる。
【００１８】
メモリ６０に記憶される、及び／又は無線通信リンク２８を介して送信される画像情報は、何らかのやり方で圧縮されることが好ましい。圧縮は可逆又は非可逆技術を使用することができる。可逆技術において、圧縮が起こるとき情報は失われない。しかし、非可逆圧縮技術は、元の画像よりも少ない情報を有する圧縮画像を生じさせる。例示的な可逆画像圧縮技術は、ランレングス符号化、たとえば利用可能なＰＣＸ、ＢＭＰ、ＢＭＰ、ＰＮＧ、ＴＧＡ及びＴＩＦＦ規格、予測符号化及び差分パルス符号変調、エントロピー符号化、アダプティブ辞書式符号化アルゴリズム（たとえば、ＧＩＦ及びＴＩＦＦフォーマットで実現することができるＬＺＷ）、デフレーション又はチェーンコードを含む。非可逆圧縮技術は、色空間を減らす技術、クロマサブサンプリング、変換符号化（たとえばＪＰＧ規格で実現されるような）及びフラクタル圧縮を含む。しかし、本発明はこれらの圧縮技術に限定されない。画像圧縮は、画像取り込み装置７４そのもの内で実現されることもできるし、制御装置３４内で実現されることもできるし、送信機１４中の他の回路によって実行されることもできる。
【００１９】
一つの形態において、制御装置３４は、制御装置が既知の環境７５を観測し、環境７５中で特定のイベントが起こったときイベントメッセージを送信するよう「しつける」ことができる、メモリ６０に記憶された命令にしたがって作動する。たとえば、遠隔環境７５の特定の領域でフレア又は炎が検出されるならば、その旨のメッセージを無線送信することができる。
【００２０】
いくつかの形態において、画像は、特定のイベント中、遠隔環境７５のさらなる画像詳細を提供するために、増大したフレーム率で画像取り込み装置７４によって取り込まれる。加えて、取り込み画像は、より高い解像度の画像であってもよい。同様に、制御装置３４は命令を無線で受けることができ、それが、画像が取り込まれる速度及び／又は取り込み画像の解像度を高める。このコマンドは、別の装置によって生成されることもできるし、ユーザによって送られることもできる。
【００２１】
もう一つの例示的な画像圧縮技術において、参照画像から変化が検出されたとき、制御装置３４は、参照画像のうち、その変化が起こった位置又は領域に関する情報のみを送信する。この情報が、図２に示す制御システム１２で受けられると、参照画像が、環境のうち、変化が検出された領域を強調する情報とともに、オペレータに表示されることができる。たとえば、強調された領域がバーナの位置であるならば、この情報は、オペレータが、炎が発生した、又は消えたと判断することを許すことができる。参照画像に対する取り込み画像中の変化は、画像取り込み装置７４そのもの内で検出されることもできるし、制御装置３４内で検出されることもできるし、送信機１４中の他の回路によって検出されることもできる。
【００２２】
図５は、無線制御装置モニタリングシステム１０のもう一つの例示的な実施形態である。制御室１２が、画像管理アプリケーションを実行するように構成されたＰＣ１２Ａを含むものとして示されている。ゲートウェイ受信機１３を介して制御室１２と通信するいくつかの異なるWirelessHART（登録商標）装置１６が示されている。ゲートウェイ１３と制御室１２との間の通信は、有線又は無線通信リンクを介することができる。フィールド装置１４が示され、いくつかの任意選択のさらなる入力を含む。たとえば、温度センサ９０及び電流−キャパシタンスインタフェース９２が示されている。環境７５の画像を識別するために使用することができる位置情報をマイクロコントローラ３４に提供するために、任意選択のＧＰＳモジュール９４が実現されてもよい。マイクロコントローラ３４とインタフェースするために任意選択のＵＳＢインタフェース９８が提供される。図５中、メモリ６０は、不揮発性メモリの一例であるＦＲＡＭ（登録商標）として示されている。
【００２３】
遠隔地に送信される画像情報は、任意選択で、画像が取得された時間に関するリアルタイム情報、画像が取得された場所に関する位置情報、画像取り込み装置が向けられた方向に関する配置情報、他のセンサ情報、たとえば温度、プロセス変量など、画像を取り込んだプロセス装置１４を識別する情報又は他の情報をはじめとするさらなる情報を含むこともできる。
【００２４】
画像取り込み装置７４は、苛酷な環境における使用に備えて構成されることができる。たとえば、画像開口部が清浄なままであることを保証しやすくするためにナノコーティングが使用される。もう一つの例示的なコーティングは、汚れ及び汚染物質がガラスに付着することを防ぐ二酸化チタンである。画像取り込み装置７４は、自ら、開口部の状態に関する情報を記録することができる。たとえば、清浄な開口部の画像であるベースライン画像を得ることができる。これを使用して、現在の画像をベースライン画像と比較することにより、開口部が汚れたときそれを検出することができ、それにより、たとえば制御室１２に情報を送信することにより、オペレータに警告することができる。
【００２５】
送信機１４のメモリ６０は、そのサイズ及び利用可能な電力に基づいて任意の数の画像又はデルタ情報を記憶することができる。画像情報は、ひとたび送信されたならば、メモリ６０から除去することができる。一つの形態においては、遠隔地で画像が無事に受けられたことを示す信号がプロセス装置１４によって受信され、それにより、記憶画像をメモリ６０から消去することを許す。画像情報は、連続的に送信されることもできるし、いくつかの異なるパケットとして、たとえばブロック転送によって送信されることもできる。画像変化（デルタ）情報は一般に小さめの帯域幅を必要とする。
【００２６】
一つの形態において、ＰＣ１２Ａ上で稼働する画像処理及び管理アプリケーションがオブジェクト認識を実行するように構成されることができる。たとえば、人物、乗り物、炎、蒸気又はガス、煙、ポンプ位置などを識別することができる。フィールド装置１４は、画像中に十分なデルタが検出されたとき、又はコマンドを受けたとき、画像情報を定期的に取得及び／又は送信することができる。記憶画像及び送信画像は時間情報を含むこともできる。さらに、装置は、遠隔地からのコマンドの受信に基づいて任意の数の画像を記憶するように構成されることができる。フィールド装置１４が一連の画像を所望の解像度で取得し、それらの画像を送信することをホストが要求することもできる。同様に、画像取り込み装置７４が、パン及び／又はチルト機能を実行するために画像取り込み装置７４を再配置するためのアクチュエータを含むならば、画像取り込み装置７４の配置を制御するためのコマンドを装置に送ることができる。関連する形態において、画像取り込み装置７４は、遠隔環境７５の様々な区域を観測するために定期的に配置を変化させる。フォーカス機構が取り込み装置７４に設けられているならば、画像を取り込むとき、それをさらに利用することができる。いくつかの形態においては、フォーカス機構は近距離場画像取り込みのために使用され、それにより、レンズ又はセンサ上の汚染物質を検出することもできる。
【００２７】
図６は、画像取り込み装置７４の一つの例示的な形態の略図である。画像取り込み装置７４は、ＣＣＤなどのような画像センサ１２０を含む。画像センサ１２０は、レンズ１２２を使用して合焦される遠隔環境７５の画像を取り込むように二次元アレイに配設されている。上述したように、レンズ１２２は、デブリ蓄積を減らすために任意選択のコーティングを含むこともできる。感知画像に関するセンサ１２０からの出力が画像プロセッサ１２４に提供される。画像プロセッサ１２４は、センサ１２０からの個々の画素を処理し、出力を前記マイクロコントローラ３４に提供するように構成されている。同じく上述したように、いくつかの形態において、プロセッサ１２４は、感知画像の変化に関する出力のみを提供する。もう一つの任意選択の形態においては、画像センサ１２２が遠隔環境７５の様々な区域から画像を望みどおり取得するよう、マイクロコントローラ３４によって制御することができるパンアクチュエータ及びチルトアクチュエータそれぞれ１２６及び１２８が提供される。動きは、コマンドに応答することもできるし、所望の時間間隔で定期的に起こることもできるし、イベントに応答することもできる。たとえば、プロセス中の特定のセンサが異常な読みを出しているならば、プロセス中のその特定の区域を観測するように画像取り込み装置７４を向けることができる。
【００２８】
特定の実施形態において、本発明は、所要メモリ及び送信帯域幅を減らすために、取り込み画像中の変化のみを記録することを含む。もう一つの例において、取り込み画像データは、画像圧縮技術を使用して圧縮される。これは、非可逆圧縮技術及び可逆圧縮技術の両方を含むことができる。これはまた、記憶容量及び帯域幅の要求を減らす。さらに、ひとたび画像データがフィールド装置１４から送信されたならば、記憶された画像情報をメモリ６０から除去することができる。メモリの記憶限界に達したならば、より古い画像を先入れ先出し式に削除することができる。大量の画像データ、たとえば参照画像は、無線通信リンクを介して送られる複数のブロック又はパケットを使用して転送することができる。より小さな量の画像データ、たとえば画像デルタ情報は、より少数のパケットを使用して転送することができる。一つの形態においては、画像のうち、変化が起こった領域に関する情報だけが送信される。
【００２９】
ＰＣ１２Ａが、画像管理アプリケーションを稼働させ、それを使用して、ベースライン参照画像を画像デルタ情報と組み合わせることができる。これを使用して、ベースライン参照画像及び画像デルタ情報に基づいてオペレータのための画像を再構成することができる。画像管理アプリケーションはさらに、遠隔環境７５中の様々なオブジェクト又は動作を認識するためのオブジェクト認識を実行するように構成されることができる。そのようなオブジェクト又は動作は、人物、乗り物、炎、蒸気／ガスなどを含む。同様に、アプリケーションは、フレア、区域に入る人物又は乗り物、炎又は爆発、流体放出などのようなイベントを認識するように構成されることもできる。もう一つの例示的な実施形態において、アプリケーションは、複数の画像を表示装置上に表示して、オペレータが見ることができるアニメーションを提供するように構成されることができる。たとえば、オペレータは、選択された数の画像が選択された開始時間及び終了時間で順に表示されるように構成することができる。他の画像表示技術、たとえば、画像のうち、動きを含む領域を誇張する技術を用いることができる。そして、オブジェクト又は動作認識をプロセスビデオに対して実行して検出感度を高めることができる。これは、画像管理アプリケーションが画像変化（デルタ）情報を数学的に誇張して、微妙な変化をより明白にすることを可能にする。一つの例示的な技術が、マサチューセッツ工科大学（ＭＩＴ）によって開発され、“MIT News, Researchers amplify variations in video, making the invisible visible, Larry Hardesty, June 22, 2012, http://web.mit.edu/newsoffice/2012/amplifying-invisible0video-0622/html）に記載されている。
【００３０】
無線通信リンク２８を介して転送される画像は、さらなる情報、たとえばタイムスタンプ、地理的情報、感知されたプロセス変量に関する情報、モニタされている遠隔環境７５の部分を識別する情報、画像取り込み装置が向けられている方向に関する情報などを含むことができる。圧縮画像情報は、無線ネットワークを介して情報のパケットとして送信される。無線ネットワークは一般に、複数の無線装置を含むより大きなネットワークの一部であることに留意すること。多くの場合、プロセス変量のような他のプロセス関連情報もまた同じネットワーク上で送信される。プロセス変量を送信することができることが重要である。しかし、大量の画像データがネットワーク上で送信されているならば、ネットワーク帯域幅が制限され、それにより、プロセス変量送信に利用可能な帯域幅の量が減るおそれがある。したがって、圧縮画像データを送ることにより、画像を転送するために求められる帯域幅を減らす。さらに、画像情報を含むデータパケットは、それらのデータパケットが無線ネットワーク上の他の情報パケット、たとえばプロセス変量に関する情報を含むパケットよりも低い送信優先度を有することを示す優先度情報で標識されることができる。
【００３１】
いくつかの形態において、制御装置３４は、画像処理をフィールド装置１４内で実行することができるような十分な処理能力を有する。たとえば、装置は、局所環境７５をモニタし、特定のイベント、たとえば炎の存在又は非存在などが観測されたとき、イベントメッセージを送信する。一つの例示的な形態において、イベントの画像はメモリ６０に記憶される。イベントの発生は、記憶されたイベント画像を画像取り込み装置７４からの最新の画像データと比較することによって検出することができる。フィールド装置１４は、イベント状態情報を、定期的に送信することもできるし、イベントが発生し、それを検出したときのみ、送信することもできる。所望により、フィールド装置は、イベント状態情報のみを送信することもできるが、画像デルタ情報を含む画像情報を含むこともできる。イベント中に得られる任意の画像情報を、タイムスタンプ情報を含め、メモリ６０に記憶することができる。もう一つの例示的な形態において、イベント状態を受けると、画像管理アプリケーション１２Ａは、フィールド装置１４を制御して、その後に送信するための一連の画像を収集させることができる。画像管理アプリケーション１２Ａは、オペレータが通知される前にイベントを検証することができる。
【００３２】
好ましい実施形態を参照しながら本発明を説明したが、当業者は、発明の精神及び範囲を逸することなく、形態及び詳細における変更を加えることができることを理解するであろう。本明細書の中で使用される「圧縮画像情報」とは、元の画像情報よりも少ないデータからなるようなやり方で圧縮された画像情報をいう。圧縮は、可逆圧縮又は非可逆圧縮であることができ、画像中の、画像が変化した場所に関する情報を、その画像がその特定の場所でどれほど変化したかを含め、簡単に提供する技術を含む。それは、場所に関する何の情報もなしに画像中の何かが変化したことを簡単に示す情報を含まない。さらに、「画像変化情報」は、画像の少なくともいくらかの部分で変化があったことを示す情報を含み、画像中のどこで変化が起こったかを具体的に示す必要がないような情報を含む。圧縮画像情報又は画像変化情報の送信は、変化の量をしきい値に比較することによって誘発することができる。しきい値を超えるならば、送信可能にすることができる。画像取り込み装置は、光学、赤外線及び紫外線を含む所望の波長に対して敏感であることができる。一つの局面において、フィールド装置は、内部バッテリなどに貯蔵された電力を使用して作動する。
【図１】
2016540397.tif 000003
【図２】
2016540397.tif 000004
【図３】
2016540397.tif 000005
【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図５】
2016540397.tif 000009
【図６】
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【国際調査報告】
2016540397.tif 000011
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