(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
架空送電線上を走行しつつ、該架空送電線の画像を取得する架空送電線撮像装置であって、
前記架空送電線によって貫通されるように前記架空送電線の被撮像部を覆うことで該被撮像部への外光を遮断するカバーと、
前記被撮像部の画像を取得可能に配置されたカメラと、を備え、
前記カバーの内部には、
前記被撮像部に光を照射する光源と、
前記カメラにより前記被撮像部の全周の画像を取得可能に配置された反射部と、を備え、
前記架空送電線によって貫通された前記カバーの内側面は光反射色であり、前記カバーの前記内側面以外の内面は前記架空送電線の補色且つ光吸収色である架空送電線撮像装置。
【請求項２】
少なくとも前記架空送電線による貫通部分で前記カバーが二分割されるように開閉する開閉機構を備える請求項１に記載の架空送電線撮像装置。
【請求項３】
前記カバーの前記貫通部分では、前記架空送電線は筒状突起によって覆われる請求項２に記載の架空送電線撮像装置。
【請求項４】
前記カバーの内面が光吸収色である１つの面と、前記カバーの内面が光吸収色である他の面との交差する部分は、曲面である請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の架空送電線撮像装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の架空送電線撮像装置によって取得された前記架空送電線の画像から、セマンティックセグメンテーションによって前記架空送電線の異常を検出する架空送電線検査システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、架空送電線撮像装置及び架空送電線検査システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、超高圧送電線の電力線及び架空地線等の架空送電線は、素線によって構成された撚線であり、定期的な検査を要する。
特に、落雷からの電力線の保護を目的として設けられる架空地線には、落雷によりアーク痕又は素線切れが生じることがある。
【０００３】
従来、このような架空送電線の検査は、作業員の目視により行われていたが、近年、架空送電線に沿って自走しつつ架空送電線の検査を行う自走式の装置の開発が進められている。
しかしながら、架空送電線には、ダンパ等の付属品が取り付けられており、これが装置の走行を妨げてしまう。
【０００４】
そこで、従来技術の一例である特許文献１には、障害物となる架空送電線用付属品の種類又は大きさを認識し、これを回避して走行することを可能とする自走式の架空電線検査装置が開示されている。
特許文献１では、検査カメラによって架空電線を撮影することで、架空電線の外径の測定、又は架空電線の表層のキズ若しくは変色の検出を行い、架空電線の外部の腐食の状況を検知することができる、とされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１５−１７７７２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記の従来技術では、撮像時に撮像対象が太陽光に曝されているため、撮像時における天候又は時刻等の環境によって画質が異なり、異常の誤検出等を生じる、という問題があった。
【０００７】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、撮像時の環境によらず均質な画像を取得可能な技術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】
上述の課題を解決して目的を達成する本発明は、架空送電線上を走行しつつ、該架空送電線の画像を取得する架空送電線撮像装置であって、前記架空送電線によって貫通されるように前記架空送電線の被撮像部を覆うことで該被撮像部への外光を遮断するカバーと、前記被撮像部の画像を取得可能に配置されたカメラと、を備え、前記カバーの内部には、前記被撮像部に光を照射する光源と、前記カメラにより前記被撮像部の全周の画像を取得可能に配置された反射部と、を備え、前記架空送電線によって貫通された前記カバーの内側面は光反射色であり、前記カバーの前記内側面以外の内面は前記架空送電線の補色且つ光吸収色である架空送電線撮像装置である。
【０００９】
上記構成の本発明において、少なくとも前記架空送電線による貫通部分で前記カバーが二分割されるように開閉する開閉機構を備えることが好ましい。
【００１０】
上記構成の本発明において、前記カバーの前記貫通部分では、前記架空送電線は筒状突起によって覆われることが好ましい。
【００１１】
上記構成の本発明において、前記カバーの内面が光吸収色である１つの面と、前記カバーの内面が光吸収色である他の面との交差する部分は、曲面であることが好ましい。
【００１２】
又は、本発明は、上記構成の架空送電線撮像装置によって取得された前記架空送電線の画像から、セマンティックセグメンテーションによって前記架空送電線の異常を検出する架空送電線検査システムである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、撮像時の環境によらず均質な画像を取得することができる、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、実施形態に係る架空送電線撮像装置の正面図である。
【図２】図２は、本実施形態に係る架空送電線撮像装置の平面図である。
【図３】図３は、本実施形態に係る架空送電線撮像装置の側面図である。
【図４】図４は、本実施形態に係る架空送電線撮像装置が備えるカバーの下からの斜視図である。
【図５】図５は、本実施形態に係る架空送電線撮像装置が備えるカバーの正面図である。
【図６】図６は、本実施形態に係る架空送電線撮像装置が備えるカバーの平面図である。
【図７】図７は、本実施形態に係る架空送電線撮像装置が備える片カバー部の内部を示す側面図である。
【図８】図８は、本実施形態に係る架空送電線撮像装置が備えるカバーの内部を示す正面図である。
【図９】図９は、本実施形態に係る架空送電線撮像装置が備えるカバーの内部を示す一部切断斜視図である。
【図１０】図１０は、本実施形態に係る架空送電線撮像装置が備えるカバーの開放時の架空送電線撮像装置の斜視図である。
【図１１】図１１は、本実施形態に係る架空送電線撮像装置が備えるカバーの開放時のカバーの斜視図である。
【図１２】図１２は、本実施形態に係る架空送電線撮像装置の走行時の動作を示すフローチャートである。
【図１３】図１３は、本実施形態に係る架空送電線撮像装置によって取得した、銅撚線による架空送電線の静止画である。
【図１４】図１４は、本実施形態に係る架空送電線撮像装置によって取得した、鋼芯アルミ撚線による架空送電線の静止画である。
【図１５】図１５は、比較例として示す、銅撚線による架空送電線の静止画である。
【図１６】図１６は、本実施形態に係る架空送電線検査システムの構成を示す図である。
【図１７】図１７は、本実施形態に係る架空送電線撮像装置によって取得された架空送電線の画像から、架空送電線の異常を検出する異常検出装置を示すブロック図である。
【図１８】図１８は、図１７に示す異常検出装置の動作を示すフローチャートである。
【図１９】図１９は、図１７に示すラベル推定部の識別器に適用される、全層畳み込みネットワークを説明するイメージ図である。
【図２０】図２０は、図１７に示す異常検出装置によるラベル付き画像を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための形態について説明する。
ただし、本発明は、以下の実施形態の記載によって限定解釈されるものではない。
【００１６】
＜実施形態＞
図１は、本実施形態に係る架空送電線撮像装置１０の正面図である。
図２は、本実施形態に係る架空送電線撮像装置１０の平面図である。
図３は、本実施形態に係る架空送電線撮像装置１０の側面図である。
【００１７】
図１，２，３に示す架空送電線撮像装置１０は、カメラ１１と、カバー１２と、カバー開閉用モータ１３と、走行用ローラ１４と、駆動用モータ１５と、バッテリー１６と、障害物センサ１７と、を備える。
【００１８】
カメラ１１は、カバー１２により覆われた部分の架空送電線、すなわち架空送電線の被撮像部の画像を取得する。
なお、画像には、動画及び静止画の双方が含まれるものとする。
【００１９】
カバー１２は、架空送電線によって貫通されるように架空送電線の被撮像部を覆うことで、被撮像部への外光を遮断するとともに、架空送電線の被撮像部以外の物体が背景に映り込むことを防止して、異常検出に好適な撮像環境を提供する。
カバー１２の詳細については後述する。
【００２０】
カバー開閉用モータ１３は、カバー１２を開閉するためのモータである。
カバー開閉用モータ１３は、カバー１２を開閉させることが可能な機構であれば、特定の形態に限定されるものではない。
【００２１】
走行用ローラ１４は、架空送電線撮像装置１０が架空送電線上を走行するために設けられているローラである。
走行用ローラ１４は、架空送電線撮像装置１０の進行方向の前後に一つずつ設けられている。
走行用ローラ１４は、架空送電線撮像装置１０の重量によって架空送電線を下向きに押さえ、架空送電線に付属するダンパの設置箇所に存在する程度の障害物であれば乗り越えることが可能である。
なお、架空送電線に付属するダンパは架空送電線から下向きで設置されるものであり、架空送電線から上向きに設置される付属品は想定されない。
そのため、このような走行用ローラ１４を用いることで、架空送電線の一端から他端まで架空送電線撮像装置１０を走行させることが可能である。
【００２２】
駆動用モータ１５は、架空送電線撮像装置１０を走行させるために設けられたモータである。
駆動用モータ１５の回転は走行用ローラ１４に伝達され、走行用ローラ１４が回転することで架空送電線撮像装置１０が架空送電線に沿って走行する。
【００２３】
バッテリー１６は、架空送電線撮像装置１０の電源である。
バッテリー１６は、架空送電線撮像装置１０が備える電動の各構成、特に駆動用モータ１５に電力を供給可能であれば特定の形態に限定されるものではない。
【００２４】
障害物センサ１７は、架空送電線に存在する障害物、具体的には、架空送電線に取り付けられたダンパ等の架空送電線用付属品の存在を検出する。
障害物センサ１７は、図２，３に示すように、架空送電線撮像装置１０の進行方向、すなわち架空送電線撮像装置１０の前方にのみ設けられていてもよいが、本発明はこれに限定されるものではない。
障害物センサ１７は、進行方向とは反対側である架空送電線撮像装置１０の後方にも設けられていてもよく、これにより、障害物通過の検出を容易に行うことができる。
【００２５】
なお、架空送電線撮像装置１０は、図示しない制御部を備え、該制御部によって動作が制御される。
【００２６】
図４は、本実施形態に係る架空送電線撮像装置１０が備えるカバー１２の下からの斜視図である。
図５は、本実施形態に係る架空送電線撮像装置１０が備えるカバー１２の正面図である。
図６は、本実施形態に係る架空送電線撮像装置１０が備えるカバー１２の平面図である。
【００２７】
閉じた状態のカバー１２は、片カバー部１２ａの開放面と、片カバー部１２ｂの開放面と、が合わせられることで構成されている。
片カバー部１２ａと片カバー部１２ｂとを合わせた部分には、架空送電線用貫通孔１８が設けられている。
架空送電線用貫通孔１８において、撮像対象の架空送電線はカバー１２を貫通するように配置され、架空送電線の被撮像部はカバー１２によって覆われる。
【００２８】
なお、架空送電線用貫通孔１８は、筒状突起部２１によって囲まれている。
これにより、架空送電線用貫通孔１８からカバー１２内への外光の侵入を効果的に防止することができる。
【００２９】
ここで、片カバー部１２ａの下部にはマグネットスイッチ１９ａが設けられ、片カバー部１２ｂの下部にはマグネットスイッチ１９ｂが設けられている。
マグネットスイッチ１９ａとマグネットスイッチ１９ｂとを引き合わせると、磁力によって、カバー１２を閉じた状態で固定することができる。
【００３０】
ここで、マグネットスイッチ１９ａ及びマグネットスイッチ１９ｂは、少なくとも一対設けられていればよいが、図４に示すように二対設けられていることが好ましい。
これにより、位置ずれを生じることなくカバー１２を固定することができ、カバー１２内への外光の侵入を効果的に防止することができる。
【００３１】
なお、架空送電線用貫通孔１８を除く、片カバー部１２ａと片カバー部１２ｂとの境界において両者が接する部分には、図示しないパッキンが設けられていることが好ましい。
これにより、カバー１２内への外光の侵入を効果的に遮断することができる。
【００３２】
また、マグネットスイッチ１９ａ及びマグネットスイッチ１９ｂの一方又は双方は、電磁石を有することが好ましい。
電磁石を用いると、カバー１２を閉じる際には、この電磁石を通電状態としてマグネットスイッチ１９ａとマグネットスイッチ１９ｂとの間に磁力を生じさせて両者を引き合わせ、カバー１２を開く際には、この電磁石を非通電状態としてマグネットスイッチ１９ａとマグネットスイッチ１９ｂとの間の磁力を消失させて、両者を隔離させることができる。
【００３３】
次に、カバー１２の内部構成の詳細について説明する。
図７は、本実施形態に係る架空送電線撮像装置１０が備える片カバー部１２ｂの内部を示す側面図である。
図８は、本実施形態に係る架空送電線撮像装置１０が備えるカバー１２の内部を示す正面図である。
図９は、本実施形態に係る架空送電線撮像装置１０が備えるカバー１２の内部を示す一部切断斜視図である。
【００３４】
図７に示すように、片カバー部１２ｂの内部には、側面部光源２２ａ、上面部光源２２ｂ及び鏡２３が設けられている。
なお、片カバー部１２ａの内部は、図７に示す片カバー部１２ｂの内部と同様である。
【００３５】
側面部光源２２ａ及び上面部光源２２ｂは、架空送電線の被撮像部に光を照射する構成であり、例えば白色ＬＥＤ（Light  Emitting  Diode）により実現することができる。
ここで、側面部光源２２ａは、架線用貫通孔１８よりも下方であって、鏡２３よりも上方に配置されることが好ましく、上面部光源２２ｂは、カメラ配置孔２０に隣接して配置されることが好ましい。
反射部である鏡２３は、架線用貫通孔１８よりも下方であって、カメラ配置孔２０に配置されるカメラにより架空送電線の被撮像部の全周の画像を取得可能に配置されている。
ここでは、片カバー部１２ａ及び片カバー部１２ｂの各々に１枚ずつ配置され、一方の鏡は、架線用貫通孔１８の中心を通る線の基準とした線対称な位置に他方の鏡が配置されており、２枚の鏡の成す角度は、略１００°から１５０°とすることが好ましく、より好ましくは１２０°とする。
ただし、鏡２３が配置される位置はこれに限定されるものではなく、架空送電線の被撮像部の全周の画像を取得可能であり、架空送電線の被撮像部の画像に側面部光源２２ａ及び上面部光源２２ｂが映り込まないように配置されていればよい。
これにより、架空送電線の被撮像部の全周に対して光を照射するとともに、架空送電線の被撮像部の全周の画像を一台のカメラにより一度で取得することができる。
【００３６】
なお、本実施形態において、カバー１２の外形は横倒しにされた略五角柱の形状で図示され、鏡２３はカバー１２の下部内側面に接するように図示されているが、本発明はこれに限定されるものではない。
例えば、カバー１２の外形を直方体形状とし、カバー１２の下部内側面に鏡２３を支持可能な支持体が設けられ、鏡２３が該支持体に所定の角度で支持されていてもよい。
【００３７】
また、カバー１２の内面は、架線用貫通孔１８が設けられた架空送電線貫通内側面２４と、架線用貫通孔１８が設けられていない架空送電線非貫通内面２５と、を含む。
ここで、架空送電線貫通内側面２４は光反射色とし、光反射色としては白を例示することができる。
これにより、架空送電線貫通内側面２４側では側面部光源２２ａ及び上面部光源２２ｂの光を反射することで架空送電線の被撮像部に対して、側面部光源２２ａ、上面部光源２２ｂ及び鏡２３とは異なる方向から反射光を照射することができる。
そして、架空送電線非貫通内面２５は架空送電線の被撮像部の補色且つ光吸収色とする。
ここで、光吸収色は、明度の低い色であり、少なくとも被撮像部よりも低明度な色とする。
例えば、架空送電線の被撮像部が橙赤色又は灰色である場合には、架空送電線非貫通内面２５は紺色とすることが好ましい。
これにより、取得する画像のグレアを抑えるとともに、画像内において架空送電線の被撮像部を引き立たせることができる。
【００３８】
また、図８，９に示すように、カバー１２の内面の角、特に光吸収色である１つの面と光吸収色である他の面とが交差する部分は、曲面とすることが好ましい。
これにより、カバー１２の内面のエッジが画像の背景に映り込むことを防止することができる。
また、内面のみならず、カバー１２のエッジ及び角部も丸くすることが好ましい。
【００３９】
カバー１２は、架空送電線撮像装置１０の進行方向に障害物が存在する場合に、この障害物を回避するために開放される。
ここで、障害物の検出は、障害物センサ１７により行われる。
具体的には、カバー１２を閉じた状態で走行する架空送電線撮像装置１０は、進行方向に障害物を検出すると、カバー１２を開いた状態で障害物を回避しつつ通過し、障害物を通過した後にカバー１２を閉じる。
【００４０】
図１０は、本実施形態に係る架空送電線撮像装置１０が備えるカバー１２の開放時の架空送電線撮像装置１０の斜視図である。
図１１は、本実施形態に係る架空送電線撮像装置１０が備えるカバー１２の開放時のカバー１２の斜視図である。
【００４１】
図１０，１１に示す架空送電線撮像装置１０は、進行方向の架空送電線３０に障害物を検出すると、片カバー部１２ａと片カバー部１２ｂとが離れることで障害物を回避しつつ、駆動用モータ１５により走行用ローラ１４を回転させることで走行する。
この開閉動作は、カバー開閉用モータ１３によって行われる。
【００４２】
なお、カバー１２の開放に伴って画像の取得が困難となる障害物の近傍については、別途、目視等により検査を行えばよい。
【００４３】
次に、本実施形態に係る架空送電線撮像装置１０の動作について説明する。
図１２は、本実施形態に係る架空送電線撮像装置１０の走行時の動作を示すフローチャートである。
【００４４】
架空送電線撮像装置１０は、走行を開始（Ｓ１）すると、障害物センサ１７によって進行方向における障害物の有無の判定（Ｓ２）を行いつつ走行する。
進行方向に障害物がない場合（Ｓ２：Ｎ）には、架空送電線撮像装置１０は、走行を継続する。
【００４５】
進行方向に障害物がある場合（Ｓ２：Ｙ）には、架空送電線撮像装置１０は、走行を停止（Ｓ３）し、カバー１２を開き（Ｓ４）、カバー１２が開いたか否かを判定する（Ｓ５）。
カバー１２が開いていない場合（Ｓ５：Ｎ）には、引き続きカバー１２を開いていき（Ｓ４）、カバー１２が開いたか否かを再度判定する（Ｓ５）。
【００４６】
カバー１２が開いている場合（Ｓ５：Ｙ）には、架空送電線撮像装置１０は、再び走行を開始する（Ｓ６）とともに、障害物センサ１７によって障害物を通過済みか否かについて判定する（Ｓ７）。
障害物を通過済みでない場合（Ｓ７：Ｎ）には、架空送電線撮像装置１０は、障害物を通過済みか否かについて再度判定する（Ｓ７）。
【００４７】
障害物を通過済みである場合（Ｓ７：Ｙ）には、架空送電線撮像装置１０は、カバーを閉じ（Ｓ８）、カバー１２が閉じたか否かを判定する（Ｓ９）。
カバー１２が閉じていない場合（Ｓ９：Ｎ）には、引き続きカバー１２を閉じていき（Ｓ８）、カバー１２が閉じたか否かを再度判定する（Ｓ９）。
カバー１２が閉じている場合（Ｓ９：Ｙ）には、架空送電線撮像装置１０は、Ｓ２に戻り、進行方向における障害物の有無の判定（Ｓ２）を行いつつ走行する。
【００４８】
以上説明したように、架空送電線撮像装置１０は、架空送電線上の障害物を自動で回避しつつ検査対象である架空送電線を走行して架空送電線の被撮像部の画像を順次取得する。
なお、本実施形態では、架空送電線撮像装置１０は、カバー１２は架空送電線上の障害物を自動で回避可能であるが、本発明はこれに限定されるものではなく、カバー１２の開閉をリモートコントローラで操作可能とし、架空送電線撮像装置１０が架空送電線上の障害物に接近した際にユーザによってカバー１２を開放可能な構成であってもよい。
【００４９】
上述のようにして、架空送電線撮像装置１０によって取得した静止画について説明する。
図１３は、本実施形態に係る架空送電線撮像装置１０によって取得した、銅撚線による架空送電線の静止画である。
図１４は、本実施形態に係る架空送電線撮像装置１０によって取得した、鋼芯アルミ撚線による架空送電線の静止画である。
図１５は、比較例として示す、銅撚線による架空送電線の静止画である。
図１５に示す比較例では、カバーの架空送電線貫通内側面が光反射色でなく、光吸収色である架空送電線撮像装置を用いている。
図１３，１４に示すように、本実施形態に係る架空送電線撮像装置１０を用いることで、銅撚線及び鋼芯アルミ撚線のいずれにおいても、影を含まない架空送電線の均質な画像を取得することができる。
他方で、図１５に示す比較例では、架空送電線の両端、すなわち架空送電線貫通内側面の近くに影が生じている。
このような影が存在すると、架空送電線検査システムにおいて、影の部分が異常箇所（例えばアーク痕）であると誤判定され、異常箇所の誤検出を招くことがある。
このような影は、撚線の静止画において特に生じやすいが、図１３に示す静止画と図１５に示す静止画との比較から明らかなように、本実施形態に係る架空送電線撮像装置１０を用いることで、撚線であっても、影を含まない架空送電線の均質な画像を取得することができる。
【００５０】
次に、上述した架空送電線撮像装置１０を適用した架空送電線検査システム２００について説明する。
図１６は、本実施形態に係る架空送電線検査システム２００の構成を示す図である。
図１６に示す架空送電線検査システム２００は、上述した架空送電線撮像装置１０と、異常検出装置１００とを備える。
異常検出装置１００は、架空送電線撮像装置１０が取得した画像を用いて架空送電線の異常検出を行う。
【００５１】
図１７は、本実施形態に係る架空送電線撮像装置１０によって取得された架空送電線の画像から、架空送電線の異常を検出する異常検出装置１００を示すブロック図である。
【００５２】
図１７に示す異常検出装置１００は、入力部１０１と、動画保存部１０２と、画像変換部１０３と、ラベル推定部１０４と、異常判定部１０５と、記憶部１０６と、出力部１０７と、を備える。
【００５３】
入力部１０１は、架空送電線撮像装置１０のカメラ１１によって取得された動画を取得し、動画保存部１０２に送るインターフェースである。
【００５４】
動画保存部１０２は、入力部１０１から送られた動画を保存し、画像変換部１０３に送る。
動画保存部１０２は、半導体メモリ及び磁気ディスク等の記録媒体により実現することができる。
【００５５】
画像変換部１０３は、動画保存部１０２から送られた動画を静止画に変換し、ラベル推定部１０４及び記憶部１０６に送る。
画像変換部１０３は、ＭＰＵ（Micro-Processing  Unit）及びＣＰＵ（Central  Processing  Unit）等のプロセッサにより実現することができる。
【００５６】
ラベル推定部１０４は、画像変換部１０３から送られた静止画に対して、セマンティックセグメンテーションにより、ラベル推定を行って各ラベルの確率（尤度）を算出し、最も確率の高いラベルによりラベル付き画像を作成し、ラベル付き画像を異常判定部１０５に送る。
例えば、後に示す図２０には、背景、架空送電線、異常の３種類のラベルを推定した様子を示している。
セマンティックセグメンテーションでは、学習時に分類したいクラスを学習するため、学習の際に、例えば架空送電線上設備である難着雪リングや系間ダンパなど画像内に映る詳細なクラスラベルを教師データとして与えることでより細かいクラス分類が可能である。
ここで、セマンティックセグメンテーションは、後述するように、全層畳み込みネットワーク（ＦＣＮ：Fully  Convolutional  Networks）で構成された識別器を用いて行う。
ラベル推定部１０４は、ＭＰＵ及びＣＰＵ等のプロセッサにより実現することができる。  
【００５７】
異常判定部１０５は、ラベル推定部１０４から送られたラベル付き画像を用いて異常判定を行うとともに、異常がある場合にはラベル付き画像及び異常フラグを記憶部１０６に送る。
異常判定部１０５は、ＭＰＵ及びＣＰＵ等のプロセッサにより実現することができる。
【００５８】
なお、セマンティックセグメンテーションによる画素単位でのラベル推定では、ノイズが発生しやすい。
そこで、本実施形態においては、所定の面積未満の異常ラベル領域はノイズとし、所定の面積以上の異常ラベル領域が存在する場合に異常があると判定してラベル付き画像及び異常フラグを生成する。
【００５９】
記憶部１０６は、画像変換部１０３から送られた静止画と、異常判定部１０５から送られたラベル付き画像及び異常フラグと、を記憶するとともに、出力部１０７に送る。
記憶部１０６は、半導体メモリ及び磁気ディスク等の記録媒体により実現することができる。
【００６０】
出力部１０７は、記憶部１０６から送られた静止画及びラベル付き画像異常フラグを外部に出力するインターフェースである。
なお、出力部１０７は、外部機器にデータを出力する構成であってもよいし、異常検出装置１００に搭載された表示器であってもよい。
【００６１】
なお、入力部１０１により取得される画像データが動画ではなく静止画である場合には、画像変換部１０３が設けられず、動画保存部１０２には静止画が保存されて、この静止画がラベル推定部１０４及び記憶部１０６に送られる構成であってもよい。
【００６２】
図１８は、図１７に示す異常検出装置１００の動作を示すフローチャートである。
まず、処理をスタートすると、入力部１０１及び動画保存部１０２を介して入力された動画が、画像変換部１０３で静止画に変換され、変換された静止画がラベル推定部１０４に入力される（Ｓ１１）。
ラベル推定部１０４は、入力された静止画に対してラベル推定（Ｓ１２）を行って各ラベルの確率（尤度）を算出し、最も確率の高いラベルによりラベル付き画像を生成する。
異常判定部１０５は、このラベル付き画像を用いて異常の有無の判定を行う（Ｓ１４）。
そして、異常がない場合には異常フラグを生成することなく、異常がある場合には異常フラグを生成して出力（Ｓ１５）した後に、次の画像を用いて同様に処理を行う。
すべての静止画に対してこのように処理を繰り返した後に処理を終了する。
【００６３】
図１９は、図１７に示すラベル推定部１０４の識別器に適用される、全層畳み込みネットワークを説明するイメージ図である。
図１９に示す識別器は、エンコーダであるＣｏｎｖｏｌｕｔｉｏｎ層又はＰｏｏｌｉｎｇ層と、デコーダであるＤｅｃｏｎｖｏｌｕｔｉｏｎ層又はＵｎｐｏｏｌｉｎｇ層とを備え、入力された入力画像は、エンコーダ及びデコーダで処理されてラベル推定結果画像として出力される。
全層畳み込みネットワーク（ＦＣＮ）は、end-to-end学習と呼ばれ、画像の色情報を直接入力し、直接ラベルを推定する深層学習手法である。
全層畳み込みネットワーク（ＦＣＮ）によれば、異なる大きさの画像を用いることができ、学習により適切な特徴を選択して推定することができる。
図１７に示すラベル推定部１０４では、図１９に示す全層畳み込みネットワーク（ＦＣＮ）で構成された識別器に、対象となる入力画像と、正解ラベルを付与した教師画像と、を入力として学習することで、画像中の全画素のラベル推定を可能としている。
【００６４】
図２０は、図１７に示す異常検出装置１００によるラベル付き画像を示す図である。
図２０には、アーク痕ありの架空送電線の原画像と、セグメンテーション例と、が示されている。
図２０のセグメンテーション例には、背景ラベルをハッチング領域とし、架空地線ラベルを黒とし、異常ラベルを白とした例が示されている。
図２０に示すように、ラベルを推定した結果、ラベル推定部１０４からのラベル付き画像に異常ラベルである白が含まれると、異常判定部１０５は、異常ありと判定して記憶部１０６には異常フラグが送られる。
そして、出力部１０７からの出力により、異常の検出が外部に出力される。
このように異常の検出が行われることにより、ユーザは、異常箇所に対して修理、補強又は交換等の対応を行うことが可能となり、架空送電線の断線等に伴う停電等の発生を防止することができる。
【００６５】
以上説明したように、本実施形態に係る架空送電線撮像装置１０によれば、被撮像部への外光を遮断するとともに、架空送電線の被撮像部以外の物体が背景に映り込むことを防止することができ、架空送電線の撮像時の環境に依存しない均質な画像を取得することができる。
従って、本実施形態に係る架空送電線検査システム２００によれば、架空送電線の検査の誤検出を少なくすることができる。
【００６６】
また、本実施形態に係る架空送電線撮像装置１０によれば、架空送電線の被撮像部の全周の画像を一台のカメラにより一度で取得することができる。
従って、本実施形態に係る架空送電線検査システム２００によれば、架空送電線の検査を効率よく行うことができる。
【００６７】
また、本実施形態に係る架空送電線撮像装置１０によれば、架空送電線の被撮像部がカバー内部に配されるため、取得した画像の背景を均一なものとすることができる。
更には、本実施形態に係る架空送電線撮像装置１０においては、照明の配置等のカバー内部の撮影環境も適切に調整されているため、外乱又は背景における外れ値の影響が抑えられる。
そのため、本実施形態に係る架空送電線撮像装置１０によれば、セマンティックセグメンテーションの学習又は推論の問題を簡易化することが可能である。
【００６８】
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、上述した構成に対して、構成要素の付加、削除又は転換を行った様々な変形例も含むものとする。
【符号の説明】
【００６９】
１０  架空送電線撮像装置
１１  カメラ
１２  カバー
１２ａ，１２ｂ  片カバー部
１３  カバー開閉用モータ
１４  走行用ローラ
１５  駆動用モータ
１６  バッテリー
１７  障害物センサ
１８  架線用貫通孔
１９ａ，１９ｂ  マグネットスイッチ
２０  カメラ配置孔
２１  筒状突起部
２２ａ  側面部光源
２２ｂ  上面部光源
２３  鏡
２４  架空送電線貫通内側面
２５  架空送電線非貫通内面
３０  架空送電線
１００  異常検出装置
１０１  入力部
１０２  動画保存部
１０３  画像変換部
１０４  ラベル推定部
１０５  異常判定部
１０６  記憶部
１０７  出力部
２００  架空送電線検査システム
【要約】
【課題】撮像時の環境によらず均質な画像を取得可能な技術を提供する。
【解決手段】架空送電線上を走行しつつ、該架空送電線の画像を取得する架空送電線撮像装置であって、架空送電線によって貫通されるように架空送電線の被撮像部を覆うことで該被撮像部への外光を遮断するカバー１２と、被撮像部の画像を取得可能に配置されたカメラと、を備え、カバー１２の内部には、被撮像部に光を照射する光源である側面部光源２２ａ及び上面部光源２２ｂと、カメラにより被撮像部の全周の画像を取得可能に配置された反射部である鏡２３と、を備え、架空送電線によって貫通されたカバー１２の内側面である架空送電線貫通内側面２４は光反射色であり、カバー１２の架空送電線貫通内側面２４以外の内面である架空送電線非貫通内面２５は架空送電線の補色且つ光吸収色である架空送電線撮像装置とする。
【選択図】図９【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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【図１９】
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【図２０】
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