JP2003087190A - 保全用携帯端末装置および保全用情報端末システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】作業効率を向上させ得る保全用情報端末システ
ムを提供する。 【解決手段】プロセス機器１から発信される赤外線識別
信号Ｓを受信する赤外線ＬＥＤ１１と、映像表示部を有
するヘッド・マウント・ディスプレイを有する保全用携
帯端末装置４と、監視制御盤３にて表示されるプロセス
機器に関するプロセスデータを蓄積するデータ用サーバ
１６と、このデータ用サーバ１６と保全用携帯端末装置
４とをデータ回線１７、データ中継器１８および無線通
信部からなる通信ネットワークとで構成するとともに、
監視制御盤３にて表示されるプロセス機器１の監視画面
を、ヘッド・マウント・ディスプレイの映像表示部にて
表示させるようにしたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ウエアラブルＰＣ
「身にまとうパソコン」を用いて、各種プラントにおけ
る整備点検等の保全業務を行うための保全用携帯端末装
置および保全用情報端末システムに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】各種プラントにおける現場での保守点検
等の保全業務においては、保全作業員が現場を巡回し、
各種プラント機器の運転状態を目視にて確認しているの
が一般的である。

【０００３】一方、近年のマイクロプロセッサの目覚し
い発展に伴って、携帯情報端末（ＰＤＡともいう）によ
り、プロセスの運転監視データを提供する保全用情報端
末システムが開発されている。

【０００４】この携帯情報端末によると、まず作業員
が、保全対象機器に該当する識別データを入力して当該
保全対象機器に関するプロセスデータを取り込み、この
プロセスデータをその表示画面に表示させて、必要なデ
ータを得ていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
携帯情報端末によると、作業員は、携帯情報端末を手で
持って必要なデータを入力するとともに、保全対象機器
に関する必要なプロセスデータを見ながら、所定の煩雑
な機器操作を行う必要があるため、作業効率が低下する
という問題があった。

【０００６】そこで、本発明は、作業効率を向上させ得
る保全用携帯端末装置および保全用情報端末システムを
提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明における保全用携帯端末装置は、保全対象機
器の保全作業に用いられる保全用携帯端末装置であっ
て、保全対象機器から発信される識別信号を受信する識
別信号受信手段と、映像表示部を有するヘッド・マウン
ト・ディスプレイと、このヘッド・マウント・ディスプ
レイを制御する制御装置とを具備するとともに、上記制
御装置に、外部と無線通信を行う無線通信部と、監視画
面を作成する画面作成プログラムが記憶された記憶部
と、上記識別信号受信手段にて受信された識別信号に基
づき特定された保全対象機器に関する運転監視データを
無線通信部を介して取り込むとともにこの特定された保
全対象機器に対応する画面作成プログラムを実行させて
監視画面を作成し且つ上記ヘッド・マウント・ディスプ
レイの映像表示部に出力する制御演算部とを設けたもの
である。

【０００８】また、上記保全用携帯端末装置に、保全作
業者の前方を撮影する撮影手段を具備し、且つ制御装置
において、この撮影手段にて撮影された画像を取り込む
とともに無線通信部を介して外部に送信し得るようにし
たものである。

【０００９】また、上記保全用携帯端末装置の制御演算
部において、撮影手段にて撮影された画像を、監視画面
の背景として表示させるようにしたものである。さら
に、上記各保全用携帯端末装置におけるヘッド・マウン
ト・ディスプレイに、記憶部に記憶された音声情報また
は無線通信部を介して外部から送信された音声情報を伝
達し得る音声伝達部を具備させたものである。

【００１０】また、本発明における保全用情報端末シス
テムは、保全対象機器毎に設けられてこれら各保全対象
機器の識別信号を発信する識別信号発信手段と、請求項
１乃至４のいずれかに記載の保全用携帯端末装置と、監
視制御盤にて表示される保全対象機器の運転監視データ
を蓄積するデータ用サーバと、このデータ用サーバと上
記携帯型端末装置とを無線にて接続するネットワークと
で構成するとともに、監視制御盤にて表示される保全対
象機器の監視画面を、ヘッド・マウント・ディスプレイ
の映像表示部にて表示させるようにしたものである。

【００１１】上記保全用携帯端末装置および保全用情報
端末システムによれば、保全作業者は、頭に装着したヘ
ッド・マウント・ディスプレイにて、自動的に、保全対
象機器に関する運転監視データを、監視制御盤と同じ監
視画面として見ることができるので、保全作業を効率良
く行うことができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態による
保全用情報端末システムを、図１〜図３に基づいて説明
する。

【００１３】この保全用情報端末システムは、例えばプ
ラント設備において、各種のプラント機器の整備点検を
行う際に、ヘッド・マウント・ディスプレイを用いて効
率の良い保全作業を行うためのものである。

【００１４】このプラント設備には、図１に示すよう
に、各種のプラント機器１を制御するためのプロセス制
御装置（コンピュータシステムである）２およびこのプ
ロセス制御装置２からのプロセスデータ（運転監視デー
タの一例であり、具体的には、温度、圧力などのデータ
である）を入力し表示させて各プラント機器１における
運転状態を監視するための監視制御盤３が具備されてい
る。勿論、プロセス制御装置２および監視制御盤３は、
例えば監視室に配置されている。

【００１５】そして、このプラント設備には、さらに各
プラント機器１の保全を行う際に、保全作業員（以下、
作業員という）が携帯する保全用携帯端末装置（以下、
端末装置という）４に、保全対象となるプラント機器
（以下、保全対象機器ともいう）１の関するプロセスデ
ータを送り、作業員が現場で当該保全対象機器１に関す
るプロセスデータを、監視制御盤３と同様の状態で目視
し得る保全用情報端末システム５が具備されている。

【００１６】具体的に説明すると、この保全用情報端末
システム５は、図１および図２に示すように、保全対象
機器１周辺に配置されて当該保全対象機器１の識別信号
Ｓを発信する１個（複数個でもよい）の赤外線ＬＥＤ
（識別信号発信手段）１１と、例えば単眼式のヘッド・
マウント・ディスプレイ（以下、ＨＭＤと称する）１
２、コントローラ（操作手段）１３およびパソコン本体
１４からなる保全用携帯端末装置４と、上記プロセス制
御装置２にデータ回線１５を介して接続されてプロセス
制御装置２から監視制御盤３に送られるプロセスデータ
を一時的に蓄えるためのデータ用サーバ１６と、このデ
ータ用サーバ１６にデータ回線１７を介して接続される
とともに上記端末装置４との間で無線を介してデータ通
信を行うためのデータ中継器１８とから構成されてい
る。なお、データ回線１７、データ中継器１８および端
末装置４の無線通信部（後述する）により、無線による
通信ネットワークが形成される。

【００１７】そして、上記端末装置４のＨＭＤ１２に
は、映像表示部（液晶などの軽量ディスプレイ）２１
と、音声伝達部（一般にイヤホーンが用いられるが、小
型のスピーカを用いてもよい）２２と、前方の景色を撮
影するＣＣＤカメラ（撮影手段の一例で、例えばＣＭＯ
Ｓカメラを用いることもできる）２３と、赤外線ＬＥＤ
１１から発信される保全対象機器１を識別するための赤
外線識別信号Ｓを受信する赤外線受光部（識別信号受信
手段の一例である）２４とが具備されている。なお、赤
外線受光部２４およびＣＣＤカメラ２３は、ＨＭＤ１２
とは別個に設けてもよい。

【００１８】上記ＨＭＤ１２は、作業員が当該ＨＭＤ１
２を通して見たものと同じ背景を撮影できるように光学
的シースルー方式が採用されている。この光学的シース
ルー方式のＨＭＤ１２とは、ハーフミラーを使用したも
ので、図３に示すように、保全対象機器１の前壁面から
の反射光Ｐが作業員Ｈの可視位置（目）へ向けて直線的
に透過される位置にハーフミラーＭが配置され、このハ
ーフミラーＭによる反射光Ｐの反射方向とは反対側に映
像表示部２１がレンズ２５を介して光学的に配置され、
またＣＣＤカメラ２３が作業員の顔（ＭＨＤ）の向く方
向を撮影可能であって且つ作業員の視界を遮らない位置
に配置されたものである。

【００１９】この光学的シースルー方式のＨＭＤ１２に
よると、ＣＣＤカメラ２３により撮影された画像は映像
表示部２１へ出力されず、したがって、作業員Ｈが、自
分の目で、直接保全対象機器１と映像表示部２１の映像
を見ることになる。なお、このＣＣＤカメラ２３により
撮影された画像は、無線を介して監視室に送られて監視
に供される。

【００２０】上記端末装置４のパソコン本体１４には、
保全対象機器１に対応するプロセスデータを表示する監
視画面を作成する画面作成プログラムおよび保全用説明
文などの各種データ（コンテンツとも言い、音声情報も
含む）を予め記憶させておくための記憶部３１と、赤外
線受光部２４からの識別信号を入力し解析を行い保全対
象機器１を特定するとともに特定された保全対象機器１
に関する各種データを上記記憶部３１から取り出す（読
み込む）ための制御演算部３２と、無線によりデータ中
継器１８を介してデータ用サーバ１６との間でデータの
授受を行うための無線通信部３３とが具備されている。

【００２１】上記制御演算部３２は、大きく分けて、Ｈ
ＭＤ１２に設けられた各種動作部（２１〜２４）および
データ用サーバ１６と当該制御演算部３２との間で各種
データの授受を行うデータ授受機能、並びに赤外線受光
部２４にて受信した識別信号の解析を行い保全対象機器
１を特定する信号解析機能を有し、さらに解析により特
定された保全対象機器１に対応する画面作成プログラム
を起動させるとともにデータ用サーバ１６から送られる
プロセスデータを取り込み監視画面データを作成し且つ
この監視画面データを後述する画像処理ブロックに出力
する機能を有する制御ブロック４１と、この制御ブロッ
ク４１から出力される監視画面データを入力して画像と
しての監視画面を形成して映像表示部２１に出力する画
像処理ブロック４２と、上記制御ブロック４１にて記憶
部３１または監視室から受け取った音声情報を、ＨＭＤ
１２に設けられた音声伝達部２２の構成に合わせて、例
えば音声伝達部２２がスピーカである場合には、当該ス
ピーカを駆動する電気信号（音声信号）に変換して音声
伝達部２２に出力する音声処理ブロック４３とから構成
されている。なお、上記映像表示部２１に出力される監
視画像は、作業員がその前方を見る際に、それ程、邪魔
にならないように、映像表示部２１の外側寄りに映しだ
される。

【００２２】また、上記制御ブロック４１に、種々の機
能を具備させたが、勿論、機器構成に応じて、任意の機
能を単独のブロックとして設けてもよい。例えば、赤外
線受光部２４にて受信した識別信号の解析を行うための
信号解析ブロックを設けてもよい。

【００２３】次に、上記保全用情報端末システムを使用
して、プラント機器すなわち保全対象機器１の保守点検
作業について説明する。プロセス制御装置２からの監視
制御盤３に送られるプロセスデータが、データ回線１５
を介してデータ用サーバ１６に蓄積されているものとす
る。

【００２４】作業員が保守点検のために、所定の保全対
象機器１の箇所に到着すると、その保全対象機器１に設
けられている赤外線ＬＥＤ１１からの赤外線識別信号Ｓ
が赤外線受光部２４にて検出され、この検出信号が制御
演算部３２の制御ブロック４１に入力される。

【００２５】この制御ブロック４１において、赤外線識
別信号が解析されて、その保全対象機器１が特定された
後、この特定された保全対象機器１に対応する画面作成
プログラムが記憶部３１から呼び出されるとともに、デ
ータ回線１７、データ中継器１８および無線通信部３２
を介して、データ用サーバ１６に蓄積されている当該保
全対象機器１に関するプロセスデータが取り込まれ、そ
して画面作成プログラムが実行されて、監視画面データ
が作成されて画像処理ブロック４２に出力される。

【００２６】この画像処理ブロック４２では、監視画面
データに基づき画像としての監視画面が形成され、この
監視画面が映像表示板２１に送られて表示される。ま
た、当該保全対象機器１に音声情報がある場合には、制
御ブロック４１により自動的に、または作業員がコント
ローラ１３を操作することにより、記憶部３１から音声
情報を取り出した後、音声処理ブロック４３に送り、こ
こで音声データに変換した後、ＨＭＤ１２に出力し、音
声伝達部２２を通して聞くことができる。

【００２７】したがって、保全対象機器１が設けられて
いるその現場において、監視制御盤３に表示される監視
画面と同じものがＨＭＤ１２にて見ることができるの
で、保全対象機器１に異常等が発生した場合には、迅速
に、且つ適正な処置を施すことができる。

【００２８】また、作業者は、頭に装着したＨＭＤ１２
にて、自動的に、保全対象機器１に関するプロセスデー
タを、監視制御盤３と同じ監視画面として見ることがで
きるので、従来のように、携帯情報端末での煩雑な操作
を行う必要がなく、したがって保全作業を効率良く行う
ことができる。

【００２９】ところで、上記実施の形態においては、Ｈ
ＭＤとして光学的シースルー方式である場合について説
明したが、例えばビデオシースルー方式のものを採用す
ることもできる。

【００３０】このビデオシースルー方式の場合、図４に
示すように、ＨＭＤ１２に設けられるミラーとしては、
両面ミラーＭ′が使用されるとともに、この両面ミラー
Ｍ′の両側の内、一方側に、両面ミラーＭ′で反射され
る作業員の視界方向からの光を撮影可能にＣＣＤカメラ
２３が、また他方側に映像表示部２１が、それぞれレン
ズ２６，２５を介して光学的に配置されたものであり、
ＣＣＤカメラ２３にて撮影された画像は、画像処理ブロ
ック（図２の４２で示す）に入力されて、映像表示部２
１に映しだされるが、この場合には、監視画面が重畳さ
れて表示され、両面ミラーＭ′を介して見ることができ
る。

【００３１】すなわち、作業員が見る監視画像の背景映
像は、ＣＣＤカメラなどの撮影手段にて撮影された画像
となるが、単眼式の場合には、片方の目で見るように配
置された映像表示部には、撮影手段からの撮影画像が表
示され、複眼式の場合には、両方の目の前に配置された
映像表示部に、撮影手段からの撮影画像が表示されるこ
とになる。

【００３２】また、上記実施の形態においては、ＨＭＤ
には、撮影手段を設けて作業員の前方を撮影するととも
に、この撮影画像を監視室側に送るように説明するとと
もに、ビデオシースルー方式のように、撮影画像を映像
表示部にて表示させるように説明したが、例えば撮影手
段を設けずに、単に、映像表示部に、監視画面だけを表
示させるようにしてもよい。

【００３３】

【発明の効果】以上のように、本発明の保全用携帯端末
装置および保全用情報端末システムによれば、保全作業
者は、頭に装着したヘッド・マウント・ディスプレイに
て、自動的に、保全対象機器に関する運転監視データ
を、監視制御盤と同じ監視画面として見ることができ、
したがって従来例で述べたような携帯情報端末での煩雑
な操作を必要としないので、保全作業を効率良く行うこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態における保全用情報端末シ
ステムの概略構成を示す図である。

【図２】同保全用携帯端末装置の概略構成を示すブロッ
ク図である。

【図３】同保全用携帯端末装置における単眼式ＨＭＤの
光学的位置関係を説明する平面図である。

【図４】同保全用携帯端末装置の変形例に係る単眼式Ｈ
ＭＤの光学的位置関係を説明する平面図である。

【符号の説明】

１ プラント機器（保全対象機器） ２ プロセス制御装置 ３ 監視制御盤 ４ 保全用端末装置 ５ 保全情報端末システム １１ 赤外線ＬＥＤ １２ ヘッド・マウント・ディスプレイ １６ データ用サーバ ２１ 映像表示部 ２２ 音声伝達部 ２３ 赤外線受光部 ２４ ＣＣＤカメラ ３１ 記憶部 ３２ 制御演算部 ４１ 制御ブロック ４２ 画像処理ブロック ４３ 音声処理ブロック

フロントページの続き (72)発明者 伊藤 恵二 大阪府大阪市住之江区南港北１丁目７番89 号 日立造船株式会社内 (72)発明者 田村 晴代 大阪府大阪市住之江区南港北１丁目７番89 号 日立造船株式会社内 Ｆターム(参考） 5C054 CC05 CH02 DA07 EA01 EA05 FA00 FE12 FF03 FF05 GB18 HA18 HA19 5K067 AA34 BB02 BB21 DD51 EE02 EE12 FF02

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】保全対象機器の保全作業に用いられる保全
   用携帯端末装置であって、 保全対象機器から発信される識別信号を受信する識別信
   号受信手段と、 映像表示部を有するヘッド・マウント・ディスプレイ
   と、 このヘッド・マウント・ディスプレイを制御する制御装
   置とを具備するとともに、 上記制御装置に、 外部と無線通信を行う無線通信部と、 監視画面を作成する画面作成プログラムが記憶された記
   憶部と、 上記識別信号受信手段にて受信された識別信号に基づき
   特定された保全対象機器に関する運転監視データを無線
   通信部を介して取り込むとともにこの特定された保全対
   象機器に対応する画面作成プログラムを実行させて監視
   画面を作成し且つ上記ヘッド・マウント・ディスプレイ
   の映像表示部に出力する制御演算部とを設けたことを特
   徴とする保全用携帯端末装置。
2. 【請求項２】保全作業者の前方を撮影する撮影手段を具
   備し、且つ制御装置において、この撮影手段にて撮影さ
   れた画像を取り込むとともに無線通信部を介して外部に
   送信し得るようにしたことを特徴とする請求項１に記載
   の保全用携帯端末装置。
3. 【請求項３】制御演算部により、撮影手段にて撮影され
   た画像を、監視画面の背景として表示させるようにした
   ことを特徴とする請求項２に記載の保全用携帯端末装
   置。
4. 【請求項４】ヘッド・マウント・ディスプレイに、記憶
   部に記憶された音声情報または無線通信部を介して外部
   から送信された音声情報を伝達し得る音声伝達部を具備
   させたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記
   載の保全用携帯端末装置。
5. 【請求項５】保全対象機器毎に設けられてこれら各保全
   対象機器の識別信号を発信する識別信号発信手段と、請
   求項１乃至４のいずれかに記載の保全用携帯端末装置
   と、監視制御盤にて表示される保全対象機器の運転監視
   データを蓄積するデータ用サーバと、このデータ用サー
   バと上記携帯型端末装置とを無線にて接続するネットワ
   ークとで構成するとともに、 監視制御盤にて表示される保全対象機器の監視画面を、
   ヘッド・マウント・ディスプレイの映像表示部にて表示
   させるようにしたことを特徴とする保全用情報端末シス
   テム。