JP4137817B2 - 配電線巡視システムおよび方法 - Google Patents

Description

本発明は、ヘリコプター等の飛行手段によって撮影された映像情報を用いて配電線上部の異常の有無を検出する配電線巡視システムおよび方法に関する。

従来、飛行手段によって送電線等の監視を行う技術として、たとえば、特許文献１では、ヘリコプターから照射されるレーザによって送電線と樹木の枝との距離を監視する装置が提案されている。これは、ＧＰＳによってヘリコプターの位置を取得し、またＴＶカメラを通して、飛行状況をオペレータが監視するものである。
特開平７−４３１０９号公報

しかしながら、配電線のように人家、ビルディング、あるいは樹木の密集する地域で飛行手段によって映像を取得しようとしたとき、飛行手段の精度の高い制御が必要になる。また、配電線は分岐が多いため、操作ミスの可能性が低い巡視方法が望まれる。

本発明は、上述のかかる事情に鑑みてなされたものであり、飛行手段の精度の高い制御が可能であり、操作ミスの可能性が低い配電線巡視システムおよび方法を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するため、本発明に係わる配電線巡視システムは、配電線の映像情報を解析して異常を検出する配電線巡視システムであって、電柱識別情報、該電柱の位置情報、および、電柱によって区分される配電線区間情報とを関連付けて記憶する手段と、前記配電線区間に基づいて巡視経路を設定する巡視経路設定手段と、配電線の映像情報を入力する映像入力手段と、当該映像情報を用いて配電線の異常の有無を検出する映像解析手段とを備えたことを特徴とする。

配電線区間によって巡視経路を設定することによって、複雑な配電系統の効率的な巡視が可能となる。また、設定された配電線区間については、配電線をパターン認識することにより自立的に飛行手段が飛行することによって、オペレータの負担を軽減することができる。

さらに、本発明は、上記の配電線巡視システムに対して飛行手段の位置情報を取得する飛行手段位置情報受信手段を備え、さらに、前記配電線の映像情報は、飛行手段から送られてくる配電線上部を撮影した映像情報であって、前記映像解析手段は、前記飛行手段の位置情報によって、映像情報における配電線の位置を特定することを特徴とする。

飛行手段から送られてくる配電線上部を撮影した映像と、飛行手段の位置とを連動させることによって、配電線の位置を特定可能にする。

また、本発明に係わる配電線巡視方法は、電柱および配電線の認識手段を備えた飛行手段によって撮影された配電線上部の映像情報を無線回線を介して繋がるサーバへ送り、当該映像情報をもとに配電線の異常を検出する配電線巡視方法であって、前記サーバは、前記飛行手段へ巡視の基点となる電柱の位置情報を送信し、前記飛行手段は、前記サーバから送られてくる前記電柱の位置情報付近に存在する電柱を認識すると当該電柱の上空で停止すると共に電柱の映像を前記サーバへ送信し、その後、サーバから送られてくる配電線の巡視開始指令によって、特定された配電線の映像および飛行手段の位置情報を前記サーバへ送信し、前記サーバは、前記飛行手段から送られてくる映像情報および位置情報をもとに配電線の異常および異常位置を演算することを特徴とする。
飛行手段が電柱を自動認識することによって、安全な飛行制御が可能となる。

本発明によれば、飛行手段の精度の高い制御が可能であり、操作ミスの可能性を低減することが可能となる。

以下、本発明の実施の形態を説明する。図１は本発明の実施の形態に係わる
配電線巡視システム１および飛行手段２の機能ブロック図である。図１において、飛行手段２は、無線通信３を介して配電線巡視システム１と繋がっている。
ここで、配電線巡視システム１は配電線管理サービスを提供する事業者により管理運営される。以下、この事業者をサービス提供事業者という。飛行手段２は配電線巡視システム１を通して、配電線の巡視を行うヘリコプターや飛行船などの飛行手段である。

配電線巡視システム１は、無線通信３を介してデータの送受信を行うための送受信部１３、送受信部１３から受け取ったデータの処理を行う中央演算処理部１４、データを記憶するための記憶部１５、および、中央演算処理部１４との間でデータの入出力を行う入力部１１と表示部１２から構成されている。

さらに、中央演算処理部１４は、送受信部１３との間でデータの受け渡しを行う送受信処理手段（機能）４１、入力部１１あるいは表示部１２とデータの受け渡しを行う入出力処理手段（機能）４２、入力部１１を介して入力された基本情報を入力する設備情報登録手段（機能）４３、送受信部１３を介して受信された配電線の映像を登録する映像入力手段（機能）４４、映像を解析する映像解析手段（機能）４５、飛行手段の位置情報を登録する飛行手段位置情報入力手段（機能）４６、映像の解析結果を出力する解析結果出力手段（機能）４７、飛行手段による配電線の巡視経路を設定する巡視経路設定手段（機能）４８、から構成される。

また、記憶部１５は、電柱に関する情報を保存する電柱データベース（ＤＢ）５１、配電線情報に関する情報を保存する配電線データベース（ＤＢ）５２、映像に関する情報を保存する映像データベース（ＤＢ）５３、巡視路に関する情報を保存する巡視路データベース（ＤＢ）５４を有している

一方、飛行手段２は、無線通信３を介してデータの送受信を行うための送受信部２４、送受信部２４からのデータの処理を行う中央演算処理部２３、中央演算処理部２３との間でデータの受・発信を行う発信部２１および受信部２２から構成されている。

次に、図２を用いて配電線巡視システム１の動作を説明する。
［情報登録段階］
<１−１．設備情報登録処理>
まず、配電線の巡視経路の設定を行う上で必要な電柱情報、配電線情報は入力部１１を介して入力され、入出力処理手段４２を通して設備情報登録手段４３により記憶部１５の電柱ＤＢ５１、配電線ＤＢ５２へ登録される（Ｓ１０１、Ｓ１０２）。

図３は、電柱情報ＤＢ５１のデータ構成例である。この図において、電柱ＤＢ５１は、電柱ごとに付されたＩＤ（識別番号）と、その電柱の位置情報が記憶されている。

図４は、配電線ＤＢ５２のデータ構成例である。この図において、配電線ＤＢ５２は、配電線ごとに付されたＩＤ（識別番号）とその配電線における不具合発生地点、不具合の状態が記憶されている。

<１−２．巡視経路設定処理>
次に配電線巡視システム１の表示部１２に表示された配電線図上の電柱および電柱間（区間）を入力部１１より入力することで飛行手段２による配電線の巡視経路を設定する（Ｓ１０３）。

図７は配電線図である。この図において巡視路の設定は巡視の始点となる電柱ＩＤと終点となる電柱ＩＤをポインタで指定することにより設定される。また、巡視を行う区間をポインタにより指定することにより設定することも可能である。

ここでは区間１と区間２が点線で表示されており、巡視経路として区間１と区間２が選択されたことを表している。
設定された巡視経路は巡視経路設定手段４８により記憶部１５の巡視路ＤＢ５４に保存される。同時に送受信処理手段４１、送受信部１３を経て飛行手段２へ送信される（Ｓ１０４）。

図６は巡視路ＤＢ５４のデータ構成例である。この図において巡視路ＤＢ５４は、巡視路ごとに付されたコード（識別番号）と巡視を行う一または二以上の区間、その区間の始点と終点に設置されている電柱ＩＤ、区間内に設置されている配電線ＩＤ、巡視時にたとえば１ｍごとにその間を撮影した映像で異常があった場合の映像コード、異常の有無および状態、異常の発生地点が記憶されている。なお、この撮影は、静止画でなくてもストリーミング配信で配電線巡視システム（サーバ）へ送信するようにしても良い。

［情報収集段階］
<２−１．映像収集処理>
配電線巡視システム１から送信された巡視経路は、飛行手段２の送受信部２４、中央演算処理部２３で受信処理される（Ｓ１０５）。

飛行手段２は巡視経路で起点として指定された電柱の位置へ移動する。飛行手段２は入力部２１に設置されているＧＰＳにより位置情報を測定しながら巡視経路を飛行する。なお、ＧＰＳによる位置情報の測定では誤差が生じる。この誤差を解消するために飛行手段２の入力部２１に設置されているセンサによって配電線を感知し、飛行の補正を行う。

飛行手段２は飛行を行いながら、入力部２１に設置されているカメラにより配電線の撮影を行う（Ｓ１０７）。撮影された配電線の映像は１ｍごとに飛行手段２の送受信部２４から配電線巡視システム１へ送信される（Ｓ１０８）。飛行手段２は入力部２１に設置されているＧＰＳによって巡視路の終点を検出するまで飛行を行い巡視を終了する。

配電線、撮影時の飛行手段の飛行方向は電柱の上を一定速度で次の電柱に向け飛行しながら、同時に電柱を中心として、飛行手段の進行方向一番左の電線の真上まで移動する。その電線の上空で飛行手段に備え付けられているカメラを動かし飛行手段の真下に張られている配電線から中央に張られている配電線までを撮影する。一番左に張られている配電線から中央に張られている配電線までの撮影を一区切りとする。 そして飛行手段は中心にある電柱までもどり、飛行手段の進行方向一番右の配電線の真上まで移動し、その電線の上空で飛行手段に備え付けられているカメラにより一番右に張られている配電線から中央にある配電線までを撮影する。このような飛行パターンを繰り返すことにより、複数の配電線をもれなく撮影させることができる。もしくは、電柱と電柱との間を1区間ごとに飛行手段を往復させて配電線を撮影させるようにしても良い。この場合、飛行手段の位置情報はＧＰＳのみでは正確な位置情報の取得は困難になるため電柱ＩＤもしくは配電線ＩＤを緯度、経度情報に置き換えて電柱および配電線の上空を飛行することにより位置情報を取得することとしてもよい。

また、映像の撮影、配信にはＭＰＥＧ４（Moving Picture Experts Group phase 4）を用い動画の中で静止画情報（位置情報）を１ｍごとに記録させ電線の位置関係と電線全体の画像を特定し、画像解析時に撮影位置の判別が容易にできるようにする。

<２−２．映像解析処理>
上記、ステップＳ１０８で飛行手段２から送信された映像は無線通信３を介して配電線巡視システム１の送受信部１３、送受信処理手段４１で受信される（Ｓ１０９）。このとき、飛行手段２から送信されてくる映像ごとに映像コードが付され、映像入力手段４４により映像ＤＢ５３に保存される。同時に、飛行手段２から送信されている飛行手段の位置情報も飛行手段位置情報受信手段４６により映像ＤＢ５３の映像と同じ領域に保存される。映像ＤＢ５３に保存された映像情報は映像解析手段４５により映像解析が行われる（Ｓ１１０）。

次に図８を用いて映像解析手段の動作を詳述する。まず、映像解析手段は映像ＤＢ内の映像の映像の配電線部分を細分化し（Ｓ２０１）、この細分化した配電線の映像を２値化する（Ｓ２０２）。そして、細分化した画像の大きさは一定の範囲内かの判定を行い（Ｓ２０３）、異常がない場合は終了する。判定を行った結果、細分化した画像に異常があった場合、表示部へ「１次検査異常あり」の警告表示を出力する（Ｓ２０４）。ステップＳ２０４で表示部へ表示した映像について入力部から異常があるかの判定を行い、異常である旨の入力がない場合は終了する（Ｓ２０５）。
異常である旨の入力がある場合、異常箇所の位置、画像を巡視路ＤＢヘ出力して終了する（Ｓ２０６）。異常がなければ何も出力せずに終了する。

図５は、映像ＤＢ５３のデータ構成例である。この図において、映像ＤＢ５３は、映像ごとに付されたＩＤ（識別番号）とその映像、映像撮影の行われた日時、位置情報が記憶されている。

［異常箇所出力段階］
<３−１．異常箇所出力処理>
上述の映像解析手段４５による映像解析の結果、異常があった場合は映像解析手段４５により表示部１２へ警告が発せられ、同時に異常箇所の映像が表示される（Ｓ１１１）。異常箇所の出力によりシステム管理者による目視による検査が行われる。その結果は映像解析手段４５によって巡視路ＤＢ５４へ保存される（Ｓ１１２）とともに解析結果出力手段４７により表示部１２へ表示される。

本実施の形態によれば、電柱ＩＤと配電線ＩＤで観測区間および観測対象を特定するので複雑な配電系統の効率的な巡視が可能となる。

また、飛行手段は、まず、電柱を起点として配電線を認識しながら飛行するので、精度の高い制御が可能であり、操作ミスの可能性を低減することができる。

なお、上記の説明では、飛行手段２は入力部２１に設置されているＧＰＳにより位置情報を測定しながら巡視経路を飛行するとしたが、飛行手段に電柱認識手段を設けて、指定位置付近の電柱をまず認識して、そこから配電線認識手段によって、たとえばレーザの反射光により配電線の位置を認識しながら飛行するようにしても良い。電柱認識の一例としては、電柱上部に貼付された電柱識別用ＱＲコードによって、上空から電柱を認識させるという方法がある。

本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内において、種々変形して実施することができる。たとえば、飛行手段は配電線に沿ってそのまま飛ばすのではなく、一定の範囲でジグザグに飛ばしたり、所定の角度（たとえば、配電線の垂直方向から１０度）ずれた位置で飛ばして、巡視区間を往復することによって、配電線上部を左右から監視するようにすれば単に上空から撮影したのでは重なってしまうような複数の配電線の異常を確実に発見することができる。

本発明の実施の形態における配電線巡視システムの構成図である。 図１の飛行手段と送電線巡視システムのデータの流れを示すフローチャ-トである。 図１の電柱情報ＤＢの例を示す図である。 図１の配電線ＤＢの例を示す図である。 図１の映像ＤＢの例を示す図である。 図１の巡視路ＤＢの例を示す図である。 図１の配電線図の例を示す図である。 図１の映像解析手段の処理手順を示すフローチャートである。

符号の説明

１ 配電線巡視システム
２ 飛行手段
３ 無線通信
１１ ２１ 入力部
１２ 表示部
１３ ２４ 送受信部
１４ ２３ 中央演算処理部
１５ 記憶部
４１ 送受信処理手段
４２ 入出力処理手段
４３ 設備情報登録手段
４４ 映像入力手段
４５ 映像解析手段
４６ 飛行手段位置情報入力手段
４７ 解析結果出力手段
４８ 巡視経路設定手段
５１ 電柱ＤＢ
５２ 配電線ＤＢ
５３ 映像ＤＢ
５４ 巡視路ＤＢ

Claims (2)

1. センサを有し配電線を感知して位置補正を行う飛行手段によって撮影された配電線の映像情報を解析して異常を検出する配電線巡視システムであって、
   電柱識別情報、該電柱の位置情報、および、電柱によって区分される配電線区間情報とを関連付けて記憶する手段と、
   配電線区間に基づいて電柱を基点とする巡視経路を設定する巡視経路設定手段と、
   前記飛行手段は電柱上部に取り付けられた電柱識別用コード情報によって電柱を認識する手段を有しており、当該手段によって前記飛行手段を基点の電柱上空に停止させたときの飛行手段の位置情報を受信し、前記巡視経路に従って前記飛行手段を配電線に沿って移動させながら飛行手段において一定間隔で撮影した配電線上部の映像情報を受信する映像入力手段と、
   前記受信した飛行手段の位置情報に基づいて映像情報における配電線の位置を特定すると共に当該映像情報を用いて配電線の異常の有無を検出する映像解析手段と、
   を備えたことを特徴とする配電線巡視システム。
2. ＧＰＳによる位置情報とセンサによって電柱および配電線の位置を認識する手段を備えた飛行手段によって撮影された配電線上部の映像情報を無線回線を介して繋がるサーバへ送り、当該映像情報をもとに配電線の異常を検出する配電線巡視方法であって、
   前記サーバは、前記飛行手段へ巡視の基点となる電柱の位置情報を送信し、
   前記飛行手段は、前記サーバから送られてくる前記電柱の位置情報付近に存在する電柱を認識すると当該電柱の上空で停止すると共に電柱の映像を前記サーバへ送信し、その後、サーバから送られてくる配電線の巡視開始指令によって、特定された配電線の映像および飛行手段の位置情報を前記サーバへ送信し、
   前記サーバは、前記飛行手段から送られてくる映像情報および位置情報をもとに配電線の異常および異常位置を演算することを特徴とする配電線巡視方法。

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