JPH0750039B2 - 搬送ベルトの損傷検出装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、例えば石炭等を搬送する搬送ベルトの損傷
等を検出する搬送ベルトの損傷検出装置に関するもので
ある。

（従来の技術） 一般に、火力発電所で使用する石炭は、搬送ベルトで搬
送されているが、これらの搬送ベルトは石炭に混入した
石や金属屑等により損傷を受けることがあり、最悪の場
合には切断する危険性もある。そこで、従来、搬送ベル
トの点検を定期的に行ない、搬送上の安全を図ってい
る。その点検は、搬送ベルトを停止させて作業員の目視
によって行っている。

（発明が解決しようとする課題） ところで、搬送ベルトはトンネル状に設置された炭塵の
飛散防止用のカバーで覆われており、外側から搬送ベル
トが見えないようになっている。このため、作業員はカ
バーの中に入り搬送ベルト上を這うようにして点検を行
っている。このため、その点検作業は非常に厄介で非能
率的であった。また、その点検は狭い場所で、しかも炭
塵が浮遊する雰囲気中で実施するので、作業員の健康上
等の問題もあった。さらに、搬送ベルトを停止させてか
ら行うので、稼動率が低下してしまうという問題もあっ
た。

（発明の目的） そこで、この発明は、上記問題点に鑑みてなされたもの
で、その目的とするところは、作業員が搬送ベルト上を
這うことなく、さらに稼動率の低下を来すことがなく、
しかも誤検出を防止して損傷のみを確実に検出すること
のできる搬送ベルトの損傷検出装置を提供することにあ
る。

（課題を解決するための手段） この発明は、上記目的を達成するために、搬送ベルトを
撮像する撮像装置と、この撮像装置が撮像した画像を搬
送ベルトの全長に亘って録画していくVTRと、この録画
秋了後にVTRを再生した際に該VTRから出力される画像信
号を入力して少なくとも前画面と次画面の２画面分を順
次記憶していく画像メモリとを備えている搬送ベルトの
損傷検出装置であって、 前記画像メモリに記憶された前画面の画像信号の輝度レ
ベルとその前画面の各画素に対応する次画面の画像信号
の輝度レベルとの差を演算する演算手段と、 この演算手段が演算した差の内で、予め設定した設定レ
ベル以上のものがあるとき傷信号を出力する傷信号出力
手段と、 この傷信号出力手段が傷信号を出力した際、この傷信号
に対応した前記次画面の部分を傷画像と判断するととも
にこの傷画像の輝度と、前記次画面の画面平均輝度との
比を演算する輝度比演算手段と、 この輝度比演算手段が演算した輝度比が予め設定した基
準値以下のとき傷検出信号を出力する傷検出手段とを備
えていることを特徴とする。

（作 用） 演算手段が画像メモリに記憶された前画面の画像信号の
輝度レベルとその前画面の各画素に対応する次画面の画
像信号の輝度レベルとの差を演算し、演算手段が演算し
た差が差の内で、予め設定した設定レベル以上のものが
あるとき傷信号出力手段が傷信号を出力するので、照明
ムラや搬送方向に生じるスジ模様を取り除くことがで
き、さらに、傷信号出力手段が傷信号を出力した際、こ
の傷信号に対応した前記次画面の部分を傷画像と判断す
るとともにこの傷画像の輝度と、前記次画面の画面平均
輝度との輝度比を輝度比演算手段が演算し、この輝度比
演算手段が演算した輝度比が予め設定した基準値以下の
とき傷検出手段が傷検出信号を出力するので、前画面と
次画面の同一箇所に輝度が大きく異なる模様があった場
合でも、その模様を傷として誤検出してしまうことを防
止することができ、損傷のみを確実に検出することがで
きる。

（実施例） 以下、この発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

第１図はテレビカメラと搬送ベルトとの配置関係の一例
を示した説明図であり、図において、１は石炭を搬送す
る搬送ベルトで、これは秒速約3mの速度で石炭を搬送す
るものである。２は搬送ベルト１を例えば1/1000秒の高
速のシャッタ速度で撮像していくテレビカメラ（撮像装
置）、３はテレビカメラ２で撮像した画像を記録してい
くVTRであり、これらテレビカメラ2,VTR3は、検査する
所望の搬送ベルト１の所定位置まで持ち運んで設置する
ものである。ところで、搬送ベルト１はテレビカメラ２
で撮像される部分が図示しない照明装置によって照明さ
れるようになっている。なお、テレビカメラ２とVTR3と
で撮像手段が構成される。

第２図は、搬送ベルト１の画像を記録したVTR3を接接続
して、その記録された画像を基にして搬送ベルト１の損
傷を検出するための画像処理装置10の構成を示したブロ
ック図であり、第２図において、４はVTR3から出力され
る画像信号をデジタル信号に変換するA/D変換器、５はA
/D変換された画像信号を画像の各画素に対応したアドレ
スに記憶する画像メモリで、これは、２コマ分の画像信
号を記憶する第1,第２フレームメモリ部5a,5bを有して
いる。６はフレームメモリ５に記憶された画像信号をア
ナログ信号に変換するD/A変換器、７はフレームメモリ
５に記憶された画像をモニターするためのモニターテレ
ビである。

８はVTR3のコマ送り,A/D変換器およびD/A変換器の変換
タイミング等の制御を行う制御装置（検出装置）で、ま
た、これは、第１フレームメモリ部5aに記憶された画像
から第２フレームメモリ部5bに記憶された画像を差し引
く演算機能（演算手段）、その差し引いた画像データか
ら搬送ベルト１の損傷を検出する検出機能（検出手段）
等とを有している。９は制御装置８で求めたデータ等を
記憶する記憶装置である。ところで、VTR3と画像処理装
置10とで損傷検出装置が構成される。

次に、上記実施例の動作を第３図のフロー図を参照しな
がら説明する。

先ず最初に、第１図に示すように検査する搬送ベルト１
を臨む位置にテレビカメラ２を設置するとともにテレビ
カメラ２で撮像した画像を録画するVTR3を設置し、搬送
ベルト１は通常どおり矢印方向に回転移動させておく。
この際、石炭を搬送させておいてもよい。

そして、搬送ベルト１を撮像して搬送ベルト１の画像を
記憶させる。次に、この記憶終了後、VTR3を設置位置か
ら取外し、第２図に示す、信号処理装置10に接続する。

そして、ステップで、例えば搬送ベルト１のＡ部分に
対応する１コマの画像信号がVTR3から出力され、A/D変
換器４でその画像信号がデジタル信号に変換されてその
画像の画素に対応した第１フレームメモリ部5aのアドレ
スに記憶される。同様にして、搬送ベルト１が数センチ
メートル移動したときのＢ部分の画像信号が出力されて
いるとき、A/D変換器４によってその画像信号をデジタ
ル信号に変換してその画像の画素に対応した第２フレー
ムメモリ部5bのアドレスに記憶させる。すなわち、Ａ部
分が前画面として第１フレームメモリ部5aに、Ｂ部分が
次画面として第２フレームメモリ部5bに記憶される。な
お、p₁,p₂は搬送ベルト１の損傷である。

ステップで、第１フレームメモリ部5aに記憶された前
画面から第２フレームメモリ部5bに記憶された次画面が
差し引かれる。すなわち、第１フレームメモリ部5aの各
アドレスに記憶された輝度レベルからそのアドレスに対
応した第２フレームメモリ部5bに記憶された輝度レベル
が差し引かれる。

このとき、例えば、第１フレームメモリ部5aに記憶され
た前画面である画像が第４図に示す画像（ａ）で、第２
フレームメモリ部5bに記憶される次画面である画像が第
４図に示す画像（ｂ）であるとき、画像（ａ）から画像
（ｂ）を差し引くと画像（ｃ）となる。これは照明ムラ
や、ベルトクリーナの接触により縦方向（搬送方向）に
生じるスジ模様等を取り除き、誤検出を防止するもので
ある。

例えば、第５図に示すように、画像（ａ′）に照明ムラ
Ｅとクリーナによるスジ模様Ｆが現れていると、画像
（ｂ′）に同様に同位置に照明ムラＥとスジ模様Ｆが現
れ、また、傷による像Ｇが現れている場合、画像
（ａ′）から画像（ｂ′）を差し引くと、照明ムラＥと
スジ模様Ｆを取り除いた画像（ｃ′）となる。このよう
に、傷による像Ｇだけをのこすことができる。

ところで、画像（ｂ）のP₁,P₂は搬送ベルト１の損傷p₁,
p₂によるものであり、P₁,P₂の輝度レベルを例えば50、
傷と粉らわしい模様（汚れ等）P₃′の輝度レベルを70、
画像（ａ）（ｂ）の白地部分の輝度レベルを100、明る
い部分ｑの輝度レベルを150とすると（輝度レベルは
「暗」に相当する０から「明」に相当する255までの256
段階で表わされる）、画像（ｃ）において、P₁,P₂の輝
度レベルが50となり、白地部分の輝度レベルが０、傷と
して粉らわしい模様P₃の輝度レベルが30となる。

そして、画像（ｃ）の所定輝度レベルの範囲、例えば輝
度レベルが50以上の範囲だけを取り出せば、傷と粉らわ
しい模様P₃を取り除くことができ、画像（ｄ）となる。

これは、画像（ａ）（ｂ）において傷の輝度レベルは低
く（これは傷の切目に影が生じるので低い値となる）、
模様部分の輝度レベルは傷より高く（これは照明で照ら
されても影が生じないので比較的高いレベルとなる）な
るので、画像（ｃ）の所定輝度レベルの範囲だけを取り
出せば、傷と粉らわしい模様P₃を取り除くことができ
る。

そして、画像（ｄ）に所定面積以下の点（炭塵等の付着
によって生じる点）を消去するローパスフィルタをかけ
て画像（ｅ）にする。次いで、この画像（ｅ）の傷の部
分P₁,P₂の画素を増加させて傷の切目Ｋを埋めていく。
すなわち、画像（ｅ）の傷の部分P₁,P₂の外周囲に１画
素分だけ追加して部分P₁,P₂を太らせる。さらに、この
太った部分の外周囲に１画素分だだけ追加してさらに部
分P₁,P₂を太らせていき、この処理を何回か繰り返すこ
とにより、傷の切目Ｋを埋めていくものである。その
後、太った部分P₁,P₂を元の大きさになるように縮小し
て画像ｆにする。

これは、照明等の影響で変形された傷の形状を修正する
ものである。例えば、円形状の傷の場合、影の部分が三
日月状となり（一般に、搬送ベルト１は斜め方向から照
明されるので）、この三日月状の影が傷として撮像され
るので、これを上記方法によって円形状に修正するもの
である。

なお、第４図に示す画像（ｃ）〜（ｆ）は白地部分が
「暗」、黒地部分が「明」を表わしている。また、P₃,
q′も「明」を表わしている。

ステップで、第２フレームメモリ部5bの画像を第１フ
レームメモリ部5aに転送し、第１フレームメモリの画像
を更新する。そして、ステップで、画像（ｆ）に損傷
に相当する輝度レベルの部分P₁,P₂があるか否かが判断
され、損傷がないと判断するステップに戻り、損傷が
ある断すると、ステップに進む。ステップでは画像
（ｆ）の部分P₁,P₂から搬送ベルト１の損傷p₁,p₂の面
積，その損傷p₁,p₂の周囲の長さや損傷の位置，最大
長，角度，幅，円形率等が求める。そして、ステップ
で、画面内の輝度をチェックして引算処理で誤って出力
された傷を取り除き、傷があるか否かが判断される。

すなわち、第１フレームメモリ5aに記憶された画像
（ａ）のｑ部分が輝度レベル150であり、そのｑ部分に
対応する画像（ｂ）のｑ′部分の輝度レベルが100であ
る場合、画像（ａ）から画像（ｂ）を差し引くとｑ′部
分の輝度レベルが50となり、傷と判断される。

つまり、画像（ａ）から画像（ｂ）を差し引くと、照明
ムラや搬送方向に生じるスジ模様等を取り除くことがで
きるが、画像（ａ）と画像（ｂ）の同一箇所に輝度が大
きく異なる模様（汚れ等）があると、大きな輝度差とな
り、傷と判断してしまうという問題が生じる。

そこで、ｑ′部分の輝度値L₁と画面の平均輝度値L₂を演
算し、さらに、輝度比L₁/L₂を演算して輝度比L₁/L₂がし
きい値Ｓ（予め設定した基準輝度比例えば0.8）よりも
小さいとき傷と判断することにより、誤判断を取り除く
ようにしたものである。

ここで、しきい値を低く設定すれば、誤判断を確実に取
り除くことができる。これは、傷の場合その傷の輝度レ
ベルがかなり低いので輝度比は小さな値となるが、模様
の場合には傷と比較すると輝度レベルはさほど低いもの
ではなく輝度比は大きな値とからからである。

例えば、画像（ｂ）の平均輝度を100（＝L₂）とし、
ｑ′部分の輝度値L₁＝100とすると、輝度比L₁/L₂＝１と
なり、輝度比L₁/L₂＞Ｓであるから、損傷でないと判断
される。そして、そのしきい値Ｓをより小さいとすれ
ば、ｑ′部分が損傷と粉らわしい模様である場合、例え
ば、ｑ′部分の輝度値L₁が70で、ｑ部分が120である場
合、上記のしきい値Ｓではｑ′部分は損傷であると判断
されてしまうが、しきい値を0.5等のように低い値に設
定すれ、損傷でないと判断され、ｑ′部分の粉らわしい
模様を取り除くことができる。

そして、損傷の場合には、画像（ｂ）のP₁,P₂の輝度レ
ベルは50より小さな低い値となるので（これは、傷の切
目に影が生じ、この影のレベルが50より小さくなるよう
に照明の明るさやテレビカメラの感度等を予め設定して
おく）、P₁,P₂における輝度比は0.5以下となり、P₁,P₂
は確実に検出装できることとなる。

すなわち、前画面と次画面の同一箇所に輝度が大きく異
なる模様があった場合でも、その模様を傷として誤検出
してしまうことを防止することができ、損傷のみを確実
に検出することができる。

そして、輝度比L₁/L₂の演算や、L₁/L₂＞Ｓの判断は制御
装置８が行うものである。すなわち、制御装置８は、前
画面と次画面の輝度比の差の内で予め設定した設定レベ
ル以上のものがあるとき傷信号を出力する傷信号出力手
段と、この傷信号出力手段傷信号が傷信号を出力した
際、この傷信号に対応した前次画面の部分を傷画像と判
断するとともにこの傷画像の輝度と、前記次画面の画面
平均輝度との比を演算する輝度比演算手段と、この輝度
比演算手段が演算した輝度比が予め設定した基準値以下
のとき傷検出信号を出力する傷検出手段との機能を有し
ている。

そして、ステップで、傷がないと判断されるとステッ
プに戻り、傷があると判断されるとステップに進
む。ステップでは下記に示す第１表のように、ステッ
プで求めた傷の傷名とその位置，傷の周囲長，面積，
最大長，角度，幅，円形率等の情報を傷情報リストとし
て記憶装置に記憶させる。

そして、ステップ１に戻る。これら動作が繰り返し行わ
れ損傷があるか否かが搬送ベルト１全体について検査さ
れる。

このように、テレビカメラ２で搬送ベルトを撮像し、こ
の撮像した画像を録画したVTR3の画像を基にして損傷を
検出するものであるから、検査時に搬送ベルト１を停止
させる必要がなく、従来のように稼動率が低下してしま
うということがない。また、VTR3の画像を基にして損傷
を検出するものであるから、従来のように作業員が搬送
ベルト１上を這って検査する必要がないので、作業員が
健康を害してしまうということがない。さらに、テレビ
カメラ２で撮像した画像をVTR3で録画し、この録画画像
を基にして画像処理を行って損傷を検出しているので、
画像処理をリアルタイムで実施しないで済み、現地で使
用する機器の簡素化を図ることができる。さらに、画像
処理の結果を容易にチェックすることができる。

なお、上記実施例では、石炭を搬送する搬送ベルトの損
傷を検出するものとして説明しているが、これに限ら
ず、他の搬送ベルトの損傷を検出することも可能である
ことは勿論である。

（発明の効果） 以上、説明したように、これら発明によれ、作業員が搬
送ベルト上を這うことなく、搬送ベルトの損傷を検出す
ることができ、搬送ベルトの点検作業の効率の向上を図
ることができる。また、点検時に搬送ベルトを停止させ
る必要がないので、稼動率の低下を来すことがない。

また、画像処理をリアルタイムで実施しないで済むの
で、現地で使用する機器の簡素化を図ることができる。
さらに、画像処理の結果を容易にチェックすることがで
きる。

また、照明ムラや搬送方向に生じるスジ模様を切り除く
ことができ、しかも、前画面と次画面の同一箇所に輝度
が大きく異なる模様があった場合その模様を傷として誤
検出してしまうが、輝度比演算手段が演算した輝度比と
基準値とを比較することによりその誤検出を防止するこ
とができ、損傷のみを確実に検出することができるとい
う効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係るテレビカメラと搬送ベルトとの
配置関係の一例を示した説明図、第２図は搬送ベルトの
損傷検出装置の構成を示したブロック図、第３図は損傷
検出装置のフロー図、第４図は画像処理の説明図、第５
図は照明ムラ等を取り除くための画像処理の説明図であ
る。 １……搬送ベルト ２……テレビカメラ ３……VTR ５……画像メモリ ８……制御装置 10……画像処理装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭49−101687（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−105593（ＪＰ，Ａ) 特開 昭52−153487（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−137058（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】搬送ベルトを撮像する撮像装置と、この撮
   像装置が撮像した画像を搬送ベルトの全長に亘って録画
   していくVTRと、この録画終了後にVTRを再生した際に該
   VTRから出力される画像信号を入力して少なくとも前画
   面と次画面の２画面分を順次記憶していく画像メモリと
   を備えている搬送ベルトの損傷検出装置であって、 前記画像メモリに記憶された前画面の画像信号の輝度レ
   ベルとその前画面の各画素に対応する次画面の画像信号
   の輝度レベルとの差を演算する演算手段と、 この演算手段が演算した差の内で、予め設定した設定レ
   ベル以上のものがあるとき傷信号を出力する傷信号出力
   手段と、 この傷信号出力手段が傷信号を出力した際、この傷信号
   に対応した前記次画面の部分を傷画像と判断するととも
   にこの傷画像の輝度と、前記次画面の画面平均輝度との
   比を演算する輝度比演算手段と、 この輝度比演算手段が演算した輝度比が予め設定した基
   準値以下のとき傷検出信号を出力する傷検出手段とを備
   えていることを特徴とする搬送ベルトの損傷検出装置。