JP2016206071A - 検査装置及び検査方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】装置本体とケーブル11などの被検査対象物とを相対的に連続的に移動させる移動部(搬送部)と、本体に取り付けられ被検査対象物を撮影するカメラ171,172とを備える。さらに、カメラ171,172が撮影する被検査対象物の背景の一部をマスクするマスク部材191,192と、マスク部材191,192で背景がマスクされた範囲のカメラ171,172が撮影した画像から、被検査対象物の輪郭を検出する検査部とを備える。
【選択図】図4
Description
近年、架空電線上を走行しながら架空電線を検査する装置(以下「架空電線検査装置」という)によって、架空電線を検査することが提案され、実用化されつつある。架空電線検査装置を利用した検査は、例えば、人が実際に架空電線に乗って検査を行うよりも、より簡便であり、かつ安全である。
特許文献1には、架空電線上を走行しながら架空電線を検査する自走式の架空電線検査装置において、架空電線の外観像を撮影し、その撮影した外観像から架空電線の形状変化の程度を診断する技術が記載されている。
さらに、検査装置は、本体に取り付けられ、カメラが撮影する被検査対象物の背景の一部をマスクするマスク部材と、マスク部材で背景がマスクされた範囲のカメラが撮影した画像から、被検査対象物の輪郭を検出する検査部とを備える。
そして、カメラが撮影する被検査対象物の背景の一部をマスク部材によりマスクするマスク処理と、マスク処理が行われた被検査対象物をカメラで撮影する撮影処理と、撮影処理で得た画像から、被検査対象物の輪郭を検出する検査処理とを含む。
[1.検査装置の全体構成]
図1は、本例の検査装置100の全体構成を示す。図1に示す検査装置100は、平行に配設された2本の架空電線11,12に載せられた状態を示す。
検査装置100は、回転体である4個の走行用プーリ101,102,103,104を備える。それぞれの走行用プーリ101,102,103,104は環状溝部を備え、この環状溝部が架空電線11,12に係合する。図1では、走行用プーリ101,103が一方の架空電線11の上に載せられて係合し、走行用プーリ102,104が他方の架空電線12の上に載せられて係合した状態を示す。なお、図1では検査装置100は左上から右下の方向に走行する。以下の説明で述べる前及び後は、この走行方向から見た前及び後を示す。また、左及び右は、前方から検査装置100を見たときの左右の方向を示す。
また、走行用プーリ103,104は、車軸112に取り付けられる。車軸112は、後輪モータ114により回転駆動される。これらの走行用プーリ101〜104と前輪モータ113及び後輪モータ114は、検査装置100の走行部を構成する。
車軸111と車軸112とは、本体部131により連結される。本体部131は、走行用プーリ102に近接した箇所に、第1ポールカメラ141を備え、走行用プーリ104に近接した箇所に、第2ポールカメラ142を備える。これらの第1ポールカメラ141及び第2ポールカメラ142は、架空電線12の上に載せられた各走行用プーリ102,104を撮影する。
図2は、検査装置100の前方の車軸111に取り付けられた検査部120の構成例を示す。なお、図2では、フック部150などの検査部120と直接関係ない機構については図示を省略する。
検査部120は、架空電線11の上に配置される第1検査機構部121と、架空電線12の上に配置される第2検査機構部122とを備える。第1検査機構部121は架空電線11を検査し、第2検査機構部122は架空電線12を検査する。
図2に示すように、第1カバー181は、架空電線11を左右から挟む構造になっており、第1検査カメラ171が架空電線11の一方の側面の下方を撮影し、第2検査カメラ172が架空電線11の他方の側面の下方を撮影する。
また、ミラー183,184が架空電線11の上方に配置されているため、第1検査カメラ171及び第2検査カメラ172が撮影する画像には、これらミラー183,184で反射した架空電線11の上面の画像が含まれる。各検査カメラ171,172とミラー183,184とマスク部材191,192との具体的な配置状態については、図4で詳細に説明する。
図2に示すように、第2カバー182は、架空電線12を左右から挟む構造になっており、第3検査カメラ173が架空電線12の一方の側面の下方を撮影し、第4検査カメラ174が架空電線12の他方の側面の下方を撮影する。
また、ミラー185,186が架空電線12の上方に配置されているため、第3検査カメラ173及び第4検査カメラ174が撮影する画像には、これらミラー185,186で反射した架空電線12の上面の画像が含まれる。
図3は、本例の検査装置100の内部構成例を示す。
検査装置100は制御部201を備え、この制御部201が各部の動作を制御する。制御部201には、記憶部202と無線通信部203とが接続されている。記憶部202は、検査装置100の動作を制御するプログラムが記憶されている。また、カメラが撮影した画像やセンサが検出したデータが、記憶部202に記憶される。無線通信部203は、接続されたアンテナ204を介して地上側のコントローラ(不図示)と無線通信を行う。そして、無線通信部203が受信したコントローラからの指示が、制御部201に伝送される。また、カメラが撮影した画像やセンサが検出したデータが、無線通信部203からコントローラ側に伝送される。
走行駆動部211は、制御部201からの指示に基づいて、前輪モータ113及び後輪モータ114を回転駆動する。
アーム駆動部212は、制御部201からの指示に基づいて、第1ポール133及び第2ポール134(図1)の回動位置を調整する。この第1ポール133及び第2ポール134の回動位置の調整で、バランスウェイト135による検査装置100の重量バランスの調整動作が行われる。
フック駆動部213は、制御部201からの指示に基づいて、フック部150,160を開状態又は開状態とする動作を行う。
検査部120には、4台の検査カメラ171〜174で撮影した画像が伝送される。そして、検査部120は、検査部120が備える画像処理部120aを利用して、検査カメラ171〜174で撮影した画像から架空電線11,12の状態の検査を実行する。また、検査部120は、架空電線11,12の外形サイズを、レーザなどを使用して計測する外形センサ176,177を備え、これらの外形センサ176,177が検出したデータが検査部120に伝送される。
図4は、第1検査機構部121が備える第1カバー181の内部を断面で示す。
図4Aは、第1カバー181のほぼ中央の箇所の断面を示し、図4Bは、第1カバー181の前方の断面を示し、図4Cは、第1カバー181の後方の断面を示す。ここでの前方及び後方は、図1に示す検査装置100の走行方向から見た方向である。
このマスク部材191,192が配置された箇所では、検査カメラ171,172から見て、架空電線11の後方にマスク部材191,192が位置し、このマスク部材191,192によりミラー183,184が隠れる。
すなわち、図4Bに示すように、マスク部材191は、第1検査カメラ171から見て、架空電線11の後方を覆うマスク処理が行われる位置に配置される。また、図4Cに示すように、マスク部材192は、第2検査カメラ172から見て、架空電線11の後方を覆うマスク処理が行われる位置に配置される。
図5Aは、第1検査カメラ171が撮影する画像P1の例を示す。
第1検査カメラ171が撮影する画像P1には、カメラ171から直視した左下側面の架空電線11aが映る。また、この画像P1には、この架空電線11aに隣接して、ミラー183で反射した上側面の架空電線11bが映る。上側面の架空電線11bは、左下側面の架空電線11aよりも若干細い径で映る。
画像P1の右端には、架空電線11aの背景にマスク部材191が映っている。したがって、第1検査カメラ171が撮影する画像P1は、マスク部材191が存在する箇所で、架空電線11aの上下の輪郭e1,e2が明確になる。
第2検査カメラ172が撮影する画像P2には、カメラ172から直視した右下側面の架空電線11cが映る。また、この画像P2には、この架空電線11cに隣接して、ミラー184で反射した上側面の架空電線11dが映る。
画像P2の左端では、架空電線11cの背景にマスク部材192が映っている。したがって、第2検査カメラ172が撮影する画像P2は、マスク部材192が存在する箇所で、架空電線11cの上下の輪郭e3,e4が明確になる。
この図6から判るように、画像P3内の架空電線11a,11bのいずれについても、背景との境界部が明確でなく、カメラ画像から架空電線11の直径などの状態を正確に判断することは困難である。
図7のフローチャートは、検査部120内の画像処理部120aが、各検査カメラ171〜174が撮影した画像から架空電線11,12の状態を判定する処理例を示す。ここでは、第1検査カメラ171及び第2検査カメラ172が撮影した画像から、架空電線11の状態を判定する例を説明する。この判定処理を行う上では、検査装置100は架空電線11,12の上を走行して、各検査カメラ171〜174が連続的に撮影処理を行って、動画像又は一定周期で撮影した静止画像を得る。そして、画像処理部120aは、得られたそれぞれの画像に対して、以下に説明する検査処理を行う。
なお、2値化を行うときには、画像処理部120aは、マスク部材191,192が存在する範囲以外の全ての画像を2値化してもよい。
次に画像処理部120aは、画像内の2つのエッジ(輪郭e1と輪郭e2、輪郭e3と輪郭e4)の間の距離を画像から判断し、架空電線11の直径を検出する(ステップS14)。
そして、画像処理部120aは、ステップS15でノイズ除去が行われた画像内の、架空電線11の表面(側面)の状態から、架空電線11の欠陥の有無の判断を行う(ステップS16)。このときの架空電線11の表面の領域は、ステップS13で検出した2つのエッジの間の領域である。そして、画像処理部120aは、撮影した画像から、架空電線11の表面が、通常と異なる状態(傷や腐食の発生など)を検出したとき、表面に欠陥があると判断する。
なお、ミラー183,184で反射した画像については、マスク部材191,192でマスクされていない範囲の画像が使用される。背景にマスク部材191,192が存在する範囲の画像を処理した結果、マスク部材191,192でマスクされていない範囲の画像とのタイミング合わせは、画像処理を一定の周期毎、例えばマスク部材191,192が存在する範囲毎に行うことで、マスク部材191,192が存在する範囲の画像とマスク部材191,192でマスクされていない範囲の画像のずれ量が分かることから両画像のタイミングを合わせることができる。
ミラー183,184で反射した画像内の架空電線11b,11d(図5A,図5B)については、エッジが必ずしも明確ではないが、表面の傷や腐食などの状態の判断には使用できる。
なお、図1〜図6に示す検査装置100は、2本の架空電線11,12の上を走行するようにした。これに対して、本発明は、1本の架空電線の上を走行する検査装置、あるいは3本以上の架空電線の上を走行する検査装置に適用することもできる。
また、本発明は、装置本体が移動しながら、ケーブルやワイヤー以外の被検査対象物をカメラで撮影して、撮影して得た画像を解析する画像解析処理で、被検査対象物の状態の検査や測定を行う様々な装置に適用可能である。すなわち、装置が備える搬送部(移動部)により被検査対象物に沿って移動しながら、被検査対象物をカメラで撮影する際に、カメラが撮影する被検査対象物の背景の一部をマスク部材でマスクする。そして、画像処理部が、マスク部材で背景がマスクされた範囲の撮影画像から、被検査対象物の輪郭を検出するようにする。このように構成したことで、被検査対象物の外形形状や表面の状態などの検査が良好に検出できるようになる。
例えば、上述した実施の形態例は、本発明を分かりやすく説明するために装置の構成を詳細かつ具体的に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。
また、装置の内部構成を示す図3に示す信号の流れのラインは説明上必要と考えられるものを示しており、必ずしも装置として必要な全てのラインを示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。
Claims (11)
- 装置本体と被検査対象物とを相対的に移動させる搬送部と、
前記本体に取り付けられ、前記被検査対象物を撮影するカメラと、
前記本体に取り付けられ、前記カメラが撮影する前記被検査対象物の背景の一部をマスクするマスク部材と、
前記マスク部材で背景がマスクされた範囲の前記カメラが撮影した画像から、前記被検査対象物の輪郭を検出する画像処理部とを備えた
検査装置。 - 装置本体とケーブル又はワイヤーとを相対的に移動させる移動部と、
前記本体に取り付けられ、前記ケーブル又はワイヤーを撮影するカメラと、
前記本体に取り付けられ、前記カメラが撮影する前記ケーブル又はワイヤーの背景の一部をマスクするマスク部材と、
前記マスク部材で背景がマスクされた範囲の前記カメラが撮影した画像から、前記ケーブル又はワイヤーの輪郭を検出する検査部とを備えた
検査装置。 - 前記検査部は、前記カメラが撮影した画像を2値化し、2値化した画像から前記ケーブル又はワイヤーの輪郭を検出し、前記ケーブル又はワイヤーの径を検出する
請求項1に記載の検査装置。 - 前記検査部は、前記2値化した画像から前記ケーブル又はワイヤーの表面の状態を検出する
請求項3に記載の検査装置。 - 前記カメラが撮影する画角内に、前記ケーブル又はワイヤーの背面が映る位置に設置されたミラーを備え、
前記マスク部材は、前記ミラーが配置された範囲までマスクし、
前記検査部は、前記マスク部材でマスクされていない範囲で、前記ミラーで反射した画像から、前記ケーブル又はワイヤーの背面の表面の状態を検出する
請求項4に記載の検査装置。 - 前記カメラは、検査対象となる1本のケーブル又はワイヤーごとに2台配置され、
前記マスク部材は、2台のカメラごとに個別に用意し、
2台のカメラごとの個別のマスク部材は、前記ケーブル又はワイヤーの長手方向のそれぞれ別の箇所をマスクするようにした
請求項2に記載の検査装置。 - 被検査対象物の状態を検査するカメラが取り付けられた本体と、前記本体と前記被検査対象物とを相対的に移動させる移動部とを備えた装置を使用して、前記被検査対象物の検査を行う検査方法において、
前記カメラが撮影する前記被検査対象物の背景の一部をマスク部材によりマスクするマスク処理と、
前記マスク処理が行われた前記被検査対象物を前記カメラで撮影する撮影処理と、
前記撮影処理で得た画像から、前記被検査対象物の輪郭を検出する検査処理とを含む
検査方法。 - 前記検査処理で、前記カメラが撮影した画像を2値化し、2値化した画像から前記被検査対象物の輪郭を検出し、前記被検査対象物の径を検出するようにした
請求項7に記載の検査方法。 - 前記検査処理で、前記2値化した画像から前記被検査対象物の表面の状態を検出する
請求項8に記載の検査方法。 - 前記本体は、前記カメラが撮影する画角内に、前記被検査対象物の背面が映る位置に設置されたミラーを備え、
前記マスク部材によるマスク処理は、前記ミラーが配置された範囲までマスクし、
前記検査処理は、前記マスク部材でマスクされていない範囲で、前記ミラーで反射した画像から、前記被検査対象物の背面の表面の状態を検出する
請求項9に記載の検査方法。 - 前記カメラは、前記被検査対象物ごとに2台配置され、
前記マスク部材は、2台のカメラごとに個別に用意し、
2台のカメラごとの個別のマスク部材によるマスク処理は、前記被検査対象物の長手方向のそれぞれ別の箇所をマスクするようにした
請求項7に記載の検査方法。
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