JPH02205998A - 状態監視装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

（産業上の利用分野〕 本発明は、例えば火力発電所等の配管設備の状態を画像
処理装置を用いて監視する状態監視装置に関する。 〔従来の技術〕 従来の状態監視装置にあっては、例えば火力発電所等の
配管設備を監視する場合、漏洩および破損等の有無を監
視して設備の安全性等を保持しなければならない。一般
にこのような監視は巡視員や運転員による巡回又はモニ
タ等の表示装置の監察により、常時あるいは一定時間毎
に行われていた。一方、設備の状態を画像としてとらえ
た全体の画像に対して現在の画像と一定時間前の画像と
を比較して演算処理装置により演算し、該演算処理装置
からの異常発生信号により異常を検出していた。 〔発明が解決しようとする課題〕 しかしながら、プラント運転中に巡視員が広範囲に存在
する屋内外の設備を巡視により、あるいは運転員が設備
の状態を映しているモニタ等の画面を常時監視すること
は容易なことではない、おのずと監視範囲、監視内容に
限界があり、見落し等による監視漏れが発生する。そこ
で、設備の状態を画像としてとらえた全体の画像を演算
処理装置で演算して異常を検出すると、運転員等が常時
監視する必要がない、このとき、モータ等の振動の影響
で設備の状態をとらえた画像がゆれている場合、狭い範
囲に発生している異常は振動のノイズであるか本来の異
常なのか識別できないという問題があった。 本発明の目的は、設備の状態をとらえた画像が振動して
いる状態でも、監視対象画像に発生している広範囲から
狭い範囲の異常を確実に検出して、巡視員や運転員が常
時監視を行わなくても、設備を連続的に監視して異常が
発生したときには、適宜警報を発するとともに、その設
備の状態をモニタ等の表示装置に表示することが可能な
状態監視装置を提供することにある。 〔課題を解決するための手段〕 本発明は設備の状態を画像としてとらえ、該画像あるい
は、ある瞬間の画像をモニタ等に表示して、該画像を見
ながら人手によりマウス等で処理対象領域となるウィン
ドウを設定し、これをウィンドウ管理部により管理して
最適なウィンドウを設定し、該ウィンドウとパラメータ
管理部で設定したパラメータを用いて、全画面の画像処
理手段により処理対象の全画面に対して画像処理を行い
、次に設定したウィンドウ領域をウィンドウ内の画像処
理手段により限定して画像処理を行い、これらの処理結
果を画像処理組合せ手段により組合せて、この結果から
異常検出手段により異常の有無を検出して、異常があれ
ば警報するとともに画像表示するようにしたものである
。

【作用】

本発明によれば、モニタ等に表示されている画像を見な
がら人手により処理対象となるウィンドウを設定するこ
とにより、設備の状態をとらえている画像全体に対して
処理を行ったあと、さらに処理領域を限定して画像処理
を行って、これらを組合せて異常検出するので、蒸気漏
れ等の広範囲に生ずる異常と水・油漏れ等の狭い範囲に
生ずる異常を的確に検出できる。このとき、設備の状態
を映している画像がゆれている場合でも、振動のノイズ
を除去して異常のみを検出するので、確実に設備の状態
監視を行うことができる。また異常が発生した場合には
警報を発するとともに画像表示することができるので、
どこにどのような異常が発生したかを容易に認識するこ
とができ、設備保全が大幅に向上する。 〔実施例〕 以下、本発明の一実施例を図面を用いて説明する。 本発明は、設備の状態を画像としてとらえた該画像に対
して処理対象領域を人手により１個以上設定した領域を
組合せて演算処理装置により演算を行ってもよいし、該
画像に対して処理対象領域を特に限定しない画像と人手
により１測具」〕教示した領域に限定した画像とを組み
合わせて演算処理装置により演算を行ってもよい、以下
では、処理対象を特に限定しない画像と人手により設定
した領域に限定した画像とを組み合わせて演算を行う場
合について説明する。 第１図は実施例装置の概略構成図である。図において１
は設備の状態を映す入力部である。工業用テレビカメラ
等からなる入力部】は配管設備等の監視対象およびその
周囲を画像としてとらえ、この画像を画像データ表示部
２を介してモニタ等の表示装置３に表示する。作業者は
表示装置３に映された監視対象画像を見ながら、ウィン
ドウ管理部４により処理対象を限定するための領域（ウ
ィンドウ）をマウス等で指定する。このときウィンドウ
の指定を全く行わなくてもよく、１個以上のウィンドウ
を定義してもよい。ウィンドウ管理部４は定義したウィ
ンドウに対して変更や削除又は追加等の編集を作業者が
行った場合の管理も行う。 一方１画像処理を行うには種々のパラメータが必要であ
る。このパラメータに関し、様々な画像に柔軟に対応さ
せるため、システムに最適な値を作業者がパラメータ管
理部５で指定することができる。全画面の画像処理手段
６は、ウィンドウ管理部のウィンドウ情報とパラメータ
管理部７のパラメータ情報等を用いて処理対象画像の全
画面に対して画像処理を行う。さらにウィンドウ内の画
像処理手段７によりウィンドウ管理部４で設定したウィ
ンドウ内に処理を限定して画像処理を行い、これら全画
面の画像処理手段６とウィンドウ内の画像処理手段７を
画像処理組合せ手段８により組合せて処理する。この結
果から異常検出手段９により異常の有無を検出し、異常
があれば表示装置１０に表示する。このとき、その画像
も表示装置１０に表示する。ここで状態監視を行う場合
、監視対象となる画像に対してウィンドウやパラメータ
等を状態監視システム立上げ毎にその都度行わなくても
よい、ウィンドウやパラメータは監視対象となる画像が
決まれば、システム設計者等の人手によりシステム構築
時等に設定すればよく、作業者は通常そのとき設定され
た値をそのまま利用すればよい、もしシステム構築時に
設定された値が適切でない場合、作業者は変更すること
ができる。 第２図はシステム設計者がシステム構築時等にウィンド
ウやパラメータを設定して、これらの設定値が適切か否
かをチエツクする場合の処理手順図である。ステップ２
１で登録か修正かウィンドウやパラメータが適切か否か
等のうちどの処理を行うか処理モードを間合せ、ステッ
プ２２で入力した処理モードを判別する。処理モードが
登録の場合、即ちウィンドウやパラメータ等を新規に定
義する場合、ステップ２３で画像名称を入力する。 画像名称は監視対象が複数の場合、これらが識別・でき
る名称ならば何でもよい。監視対象が単一の場合には画
像名称を入力しても入力しなくてもよい。ステップ２３
で入力した画像に対応するウィンドウをステップ２４で
定義し、ステップ２５で画像演算を行うため、例えば２
値化の閾値等のパラメータを定義する。ステップ２１で
入力した処理モードが修正の場合、即ち既に定義したウ
ィンドウやパラメータ等を修正・変更する場合、ステッ
プ２６で既存の画像名称を一覧表示し、これら−覧の中
からステップ２７で修正・変更したい該画像名称を指定
させる。修正等を行う該画像名称が決まると、ステップ
２８で該画像のウィンドウ修正を行うのかパラメータを
行うのか間合せてそれを判定し、ウィンドウを修正する
場合ステップ２９で該画像のウィンドウ変更を行い、パ
ラメータを修正する場合ステップ３０で該画像のパラメ
ータ変更を行う。ステップ２４〜２５、ステップ２９〜
３０で入力・修正したウィンドウやパラメータが監視対
象画像に適切か否かのチエツクをステップ３１で行い、
もし適切でない場合ステップ３２で処理を続行し、再度
ステップ２９〜３０をくり返してステップ３１で再確認
する。ステップ３２で処理を続行するか否かを間合せて
それを判定し、処理を続行させる場合にはステップ２２
へ戻る。ウィンドウやパラメータ等が適切となり設定を
終了させる場合には、ステップ３３でファイルへ格納す
るか否か間合せ、ファイルへ格納する場合にはステップ
３４で格納処理を行う。ステップ２１で終了モードを指
定するとステップ３３の処理を行う手順となる。 第３図は、ウィンドウの登録・修正等の管理を行う場合
の手順図であり、第４図はウィンドウの位置を指定する
方法を示す図である。ウィンドウの登録・修正を行う場
合、領域の座標を指定できる′装置なら何でもよいが、
第３図は２個のボタンがあるマウスを用いた例である。 ステップ４１で押されたマウスの左右のボタンを判定し
、右ボタンが押されると処理を終了する。左ボタンが押
されるとステップ４２は該位置５１の座標から一定距離
以下に既に登録したウィンドウが存在しているか否か判
定し、存在していなければステップ４３でウィンドウの
右下座標５２をマウスで指定すると、ステップ４１で指
定した座標をウィンドウ左上座標とする矩形５３を描画
し、ステップ４４でウィンドウの登録を行う、ステップ
４２で一定距離以下にウィンドウが存在していると判定
されると、ステップ４５で該ウィンドウを処理対象ウィ
ンドウとして、削除や変更等の処理コマンドを作業者に
入力させて、ステップ４６で該ウィンドウの変更や削除
等を行う。ステップ４２で距離を求める方法は、既存の
ウィンドウ５４に対して、マウスで指定した該位置５１
から最も近い座標５５を探索して行う。ウィンドウの設
定をさらに続けて行う場合、ステップ４７で作業者に間
合せて判定し、処理を続行する場合、ステップ４１へ戻
る。 パラメータ管理部５で入力・修正を行うパラメータには
差分画像の２値化の閾値、２値画像の累積数、累積画像
に対する収縮処理回数、異常検出のための面積等があり
、これらをキイボード等から入力する。もしこれらが入
力されない場合、システムは例えば、２値化の閾、値を
３、累積数を１０、収縮回数を４、面積を１とする標準
値を設定する。 第５図はウィンドウ管理部４で入力・修正された値を格
納するテーブルである。ウィンドウ数６１は、設定され
たウィンドウの画像名称単位の個数であり、該個数のウ
ィンドウ情報がテーブルに存在することを示す。テーブ
ル６２はウィンドウ１の座標を格納し、左上のＸ座１１
６３・ｙＩ４１ｆ！Ａ６４と右下のＸ座標６５・Ｘ座標
６６がある。以下同様にウィンドウ２の座標をテーブル
６７に、ウィンドウｎの座標をテーブル６８に格納する
。 ｎはウィンドウ数６１で示す個数に対応している。 第６図はパラメータ管理部５で入力・修正された値を格
納するテーブルである。テーブル７１には基本画像と入
力画像を差分し、該差分画像を２値化するための閾値を
、テーブル７２には２値画像の累積数を、テーブル７３
には累積した画像に対して行う収縮処理回数を、テーブ
ル７４には異常として検出するための面積を格納する。 これらの他に画像処理を行うためにパラメータが必要な
らば続けてテーブルに格納すればよい。 ウィンドウ管理部４やパラメータ管理部５で設定された
情報は単一の酷税対象に関して画像処理を行う場合には
特に処理対象を識別しなくてよい。 しかし、複数の監視対象を撮影して両会処理を行う場合
、監視対象毎にウィンドウやパラメータ等が異なること
が多いので、監視対象に対応して画像処理用データを管
理しなければならない。そこで１人手によりキイボード
等から監視対象毎に画像名称を入力して識別する。第７
図は、画像名称と該画像名称に対応するウィンドウやパ
ラメータ等の画像処理用データとを連結させるテーブル
図である。画像数８１は、監視対象を識別するための画
像名称の数であり１画像数がｎならば画像１を示すテー
ブル８２、画像２を示すテーブル８５、以下画像ｎを示
すテーブル８６が存在する。テーブル８２には画像１の
名称８３どウィンドウやパラメータ等が格納されている
レコードを示すポインタ８４がある。 第８図は、ウィンドウやパラメータ等のデータを画像名
称に対応させてステップ３４でファイルへ格納するとき
のファイル構成図である。ファイルには、画像名称を、
次に画像名称毎のウィンドウやパラメータ情報の順に格
納する。はじめに画像数８１を格納し、次に該画像の数
だけ画像名称とデータポインタを続けて格納する。デー
タポインタ８４は対応する画像データが格納されている
先頭レコードを示している６画像処理を行うためデータ
はウィンドウ情報を格納し、次にパラメータ情報の順に
格納する。ウィンドウ情報は、ウィンドウ数６１を格納
し、次にウィンドウの数だけ左上座標と右下座標を格納
する。第８図ではウィンドウ数が５のときの例を示して
いる。パラメータ情報は、２値化の閾値７１、累積数７
２．収縮処理数７３、異常用面積７４の順に格納する。 状態監視を行う場合、ウィンドウやパラメータ等の設定
は装置の立上げ時にその都度行わなくてもよい。監視対
象が決まればこれらの値も決まる。 そこで、ウィンドウやパラメータの情報は通常システム
設計者等が入力・設定した情報をそのまま利用して監視
を行い、変更が必要なときのみ、これらの情報を入力・
修正する。システム設計者等が設定したウィンドウやパ
ラメータ情報は、第８図で示した構成でフロッピー・デ
ィスク等の外部記憶装置に記憶しておく０通常の状態監
視時には外部記憶装置から読み出して画像処理を行う。 第９図は監視対象画像の全画面と指定されたウィンドウ
内に限定して画像処理を行い、これらを組合せて異常を
検出する画像処理の手順図である。 ステップ１０１でウィンドウやパラメータのデータを外
部記憶装置から読み込み、ステップ１０２で入力部１の
工業用テレビカメラ等で撮影している監視対象の画像を
取り込み該画像を基準画像とする。従って基準画像は予
め用意した画像でないため監視対象の明るさの変動に追
随でき、異常部用のみの検出が容易にできる。 ステップ１０３で、監視状態を入力画像として取り込み
、ステップ１０２で取り込んだ該基準画像との差分を求
め、ステップ１０４で、該差分画像を外部記憶装置から
取り込、んだ閾値で２値化し、累積する。ステップ１０
２や１０３等で処理対象とする基準画像や入力画像は階
調をもつ濃淡画像であり、監視対象がモータの振動等の
影響でゆれていてもよい、ステップ１０５で外部記憶装
置から読み込んだ累積数と該差分画像の累積した回数を
比較し、指定した累積数以下ならば、さらに入力画像を
取り込み、差分して累積するためステップ１０３へ戻り
、それ以外はステップ１０６の処理を行う、ステップ１
０６で振動等の影響により画像の周囲に表われるノイズ
を除去するため、差分して累積した画像を収縮させる。 収縮回数は外部記憶装置から読み込んだ収縮数である。 ステップ１０７で収縮した画像の面積を求め、外部記憶
装置から読み込んだ異常用面積を用いてステップ１０８
で判定し、求めた面積がこの値以下ならば、ステップ１
０９で異常なしと、ステップ１１０でそれ以外は異常有
りとする。ステップ１０３からステップ１１０までは、
全画面を処理対象として。 蒸気漏れ等の比較的広範囲に発生する異常検出に用いる
。しかし、異常は広範囲に発生する場合と狭い範囲に発
生する場合がある。後者の場合、ステップ１０６で収縮
処理を行うと除去されてしまい、異常として検出できな
い場合もある。そこで、領域を限定してさらに画像処理
を行う。ステップ１１１でウィンドウの定義があるか否
か判定し、定義しである場合、ステップ１１２でウィン
ドウを設定し、ステップ１１３で該累積した差分画像の
面積をウィンドウ内に限定して求める。ステップ１１４
で求めた面積が一定値（イテップ１０８と同一値を用い
る）以下か否か判定し、この値以下ならばステップ１１
５で異常なしと、ステップ１１６でそれ以外は異常有り
とする。ステップ１１７で、定義したウィンドウがまだ
存在しているか否か判定し、存在していればステップ１
１２へ戻り、そのウィンドウ内について同様に処理する
。設定したウィンドウ全ての処理が終了すると、ステッ
プ１１８で、ステップ１０９や１１０の全画面に対する
異常の有無と、ステップ１１５や１１６のウィンドウ内
に限定した領域に対する異常の有無を組み合せてチエツ
クし、ステップ１１９で全画面又はウィンドウ内の処理
で異常があったか否か判定し、少なくてもいずれが一方
に異常があれば、監視対象に対してステップ１２０で異
常ありと、ステップ１２１で異常なしと決定する。監視
対象がさらに存在しているか否がステップ１２２で判定
し、存在してぃればのステップ１０２へ戻り処理を続行
する。 尚、本発明のウィンドウの定義は左上の座標と右下の座
標をマウス等により指定する方法のほかに、ウィンドウ
の変化点を指定する方法でもよく。 要は、矩形が定義されればよい。 〔発明の効果〕 本発明によれば、設備の状態を画像としてとらえた処理
対象画像全画面に対して画像処理を行い、さらに処理画
像の領域を人手により設定して処理対象となる画像の領
域を限定して画像処理を行い、これらを組合せるので、
処理対象画像がゆれている場合でも的確に異常のみを検
出でき、監視の信頼性が大幅に向上する。また、設備の
状態を画像としてとらえて演算処理装置により演算し、
この結果から異常の有無を検出しているので、巡視具や
運転員が常時監視する必要がなく、長時間の監視による
作業能率の低下に伴う検出の見落し等を防止することが
でき、確実に設備の状態監視を行うことができるので設
備の安全性等を大幅に向上させることができる効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の一実施例を示すもので、第１図は実施例装
置の概略構成図、第２図はウィンドウやパラメータを設
定してこれらをチエツクする処理手順図、第３図はウィ
ンドウの登録・修正等の処理手順図、第４図はウィンド
ウ位置の指定方法を示す図、第５図はウィンドウのテー
ブルを示す図、第６図はパラメータのテーブルを示す図
、第７図は画像名称のテーブルを示す図、第８図は外部
記憶装置に格納するファイル構成図、第９図は全画面と
ウィンドウ内の画像を処理して異常を検出する処理手順
図である。 ４・・・ウィンドウ管理部、５・・・パラメータ管理部
、６・・・全画面の画像処理手段、７・・・ウィンドウ
内の画像処理手段、８・・・画像処理組合せ手段、９・
・・異常検出手段、５１・・・ウィンドウとして指定す
る左上座標、５２・・・ウィンドウとして指定する右下
座標、５３・・・ウィンドウ、６２・・・ウィンドウ１
９座標テーブル、８２・・・画像１の名称テープ。 第１図 纂２図 第 図 第 図 第４図 討 第６図 第７図 第８図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、設備の状態を画像としてとらえる撮像装置と、この
   撮像装置の画像を処理する演算処理装置を有する状態監
   視装置において、該撮像装置からの画像に対して処理対
   象の範囲を限定するためのウィンドウ管理部と、該撮像
   装置からの全画面に対して画像処理を行う手段と、範囲
   を限定した該ウィンドウ内のみの処理を行う画像処理手
   段と、全画面の画像処理とウィンドウ内のみに限定した
   画像処理を組み合わせる手段と、該画像処理結果から異
   常を検出する手段を具備することを特徴とする状態監視
   装置。 ２、ウィンドウを管理する機能は、該撮像装置からの画
   像に対して、該ウィンドウの位置を人手で指定すること
   を特徴とする請求項１記載の状態監視装置。 ３、該撮像装置からの画像に対する全画面やウィンドウ
   内の画像処理機能は、基準画像と入力画像の差を累積し
   て２値化し、該２値画像の面積を求めることを特徴とす
   る請求項１記載の状態監視装置。 ４、基準画像として、予め用意しないで監視開始時に取
   り込んだ画像を用いることを特徴とする請求項１記載の
   状態監視装置。