JPH0868673A - 分布計測データによる機器状態の監視方法 - Google Patents
分布計測データによる機器状態の監視方法Info
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- JPH0868673A JPH0868673A JP6206945A JP20694594A JPH0868673A JP H0868673 A JPH0868673 A JP H0868673A JP 6206945 A JP6206945 A JP 6206945A JP 20694594 A JP20694594 A JP 20694594A JP H0868673 A JPH0868673 A JP H0868673A
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- distribution measurement
- dimensional
- dimensional shape
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 対象機器から取り出した２次元分布計測デー
タにより機器状態の監視・診断を簡単かつ的確に行える
機器状態の監視方法を提供すること。 【構成】 対象機器を含む機器の状態に関する２次元分
布計測データを時々刻々取り込み、前記２次元分布計測
データと該機器の３次元形状モデルによる表示結果とを
位置合わせし、かつ対応付けて重ね合わせ表示し、この
表示内容から点検すべき機器部分を指定し、指定された
機器部分に対応する前記３次元形状モデル上に当該機器
の計測データをマッピングし、前記計測データの変化を
検出して機器の異常の有無を判定する分布計測データに
よる機器状態の監視方法。
タにより機器状態の監視・診断を簡単かつ的確に行える
機器状態の監視方法を提供すること。 【構成】 対象機器を含む機器の状態に関する２次元分
布計測データを時々刻々取り込み、前記２次元分布計測
データと該機器の３次元形状モデルによる表示結果とを
位置合わせし、かつ対応付けて重ね合わせ表示し、この
表示内容から点検すべき機器部分を指定し、指定された
機器部分に対応する前記３次元形状モデル上に当該機器
の計測データをマッピングし、前記計測データの変化を
検出して機器の異常の有無を判定する分布計測データに
よる機器状態の監視方法。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、いわゆるプラントにお
ける機器の状態監視および異常判断の方法に係り、とく
に分布配置された機器からの分布計測データを用いて状
態監視する方法に関する。
ける機器の状態監視および異常判断の方法に係り、とく
に分布配置された機器からの分布計測データを用いて状
態監視する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】プラ
ント機器の状態監視において、赤外線カメラやレーザ振
動計により機器の表面温度および振動分布を監視する場
合には、従来の所定点での測定に比べて２次元的なデー
タ分布を得ることができるため、機器の状態をよりきめ
細かに把握できるようになる。すなわち、採取したデー
タの各点のデータの大きさをそれに比例した色や輝度な
どの変化に対応させて等高線のような形で表示すれば、
このような色や輝度の変化のパターンを捕えることによ
って対象機器の状態を監視・診断することができる。
ント機器の状態監視において、赤外線カメラやレーザ振
動計により機器の表面温度および振動分布を監視する場
合には、従来の所定点での測定に比べて２次元的なデー
タ分布を得ることができるため、機器の状態をよりきめ
細かに把握できるようになる。すなわち、採取したデー
タの各点のデータの大きさをそれに比例した色や輝度な
どの変化に対応させて等高線のような形で表示すれば、
このような色や輝度の変化のパターンを捕えることによ
って対象機器の状態を監視・診断することができる。
【０００３】しかし、このような２次元の計測において
は、計測データが２次元領域に於て得られるため、対象
機器に関するデータだけでなく、その周辺も計測してし
まうということがある。そのため、採取したデータ分布
の画像から対象としている機器のデータを抽出する処理
が必要となる。
は、計測データが２次元領域に於て得られるため、対象
機器に関するデータだけでなく、その周辺も計測してし
まうということがある。そのため、採取したデータ分布
の画像から対象としている機器のデータを抽出する処理
が必要となる。
【０００４】また、対象としている機器は３次元物体で
あるため、採取したデータが機器のどの部分に対応する
のか、３次元物体のどの部分を計測し、今後どの部分を
さらに計測すべきかが明確にわからない。このため、本
来３次元である物体の形状データを用いて計測データを
これに対応させることができれば、機器の監視において
その状態を把握する効果が大きくなる。
あるため、採取したデータが機器のどの部分に対応する
のか、３次元物体のどの部分を計測し、今後どの部分を
さらに計測すべきかが明確にわからない。このため、本
来３次元である物体の形状データを用いて計測データを
これに対応させることができれば、機器の監視において
その状態を把握する効果が大きくなる。
【０００５】従来、リモートセンサによって採取したデ
ータを用いて機器状態を監視する場合には、２次元デー
タから必要とするデータを抽出する技術、２次元のパタ
ーン認識の技術および対象とする機器の３次元形状へ対
応付けする技術が確立していないため、人手による解釈
で対応していた。すなわち、センサから得られた情報を
２次元の画像に合成して観測者に提示し、観測者がその
画像の中から必要なデータを見分け、その中のパラメー
タの分布状態を観測することによって、対象機器の状態
を監視することで対応していた。
ータを用いて機器状態を監視する場合には、２次元デー
タから必要とするデータを抽出する技術、２次元のパタ
ーン認識の技術および対象とする機器の３次元形状へ対
応付けする技術が確立していないため、人手による解釈
で対応していた。すなわち、センサから得られた情報を
２次元の画像に合成して観測者に提示し、観測者がその
画像の中から必要なデータを見分け、その中のパラメー
タの分布状態を観測することによって、対象機器の状態
を監視することで対応していた。
【０００６】しかし、常時オンラインで機器の状態を監
視する場合には、センサによるデータの計測から、その
データに基づく機器状態の推定、判断までのプロセスに
人手が介在することは現実的でないと考えられる。
視する場合には、センサによるデータの計測から、その
データに基づく機器状態の推定、判断までのプロセスに
人手が介在することは現実的でないと考えられる。
【０００７】本発明は上述の点を考慮してなされたもの
で、対象機器から取り出した２次元分布計測データによ
り機器状態の監視・診断を簡単かつ的確に行える機器状
態の監視方法を提供することを目的とする。
で、対象機器から取り出した２次元分布計測データによ
り機器状態の監視・診断を簡単かつ的確に行える機器状
態の監視方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的達成のため、本
発明では、請求項１記載の、対象機器を含む機器の状態
に関する２次元分布計測データを取り込み、前記２次元
分布計測データと該機器の３次元形状モデルによる表示
結果とを位置合わせし、かつ対応付けて重ね合わせ表示
し、この表示内容から点検すべき機器部分を指定し、指
定された機器部分に対応する前記３次元形状モデル上に
当該機器の計測データをマッピングし、前記計測データ
の変化を検出して機器の異常の有無を判定する分布計測
データによる機器状態の監視方法 、を提供するもので
ある。すなわち、２次元のパラメータに関する分布計測
データと３次元ＣＡＤのような３次元形状モデルによる
点検対象とする機器の表示結果とを画像の特徴点を合わ
せることにより重ね合わせ、対象とする機器とその計測
データとの対応づけをし、状態を監視してその状態を推
定するのに必要なデータだけを自動的に抽出する。この
抽出した２次元分布計測データを３次元形状モデルにマ
ッピングして３次元表示および２次元空間のグラフに表
示することにより情報をより分かりやすく示し、その絶
対値レベルや過去の計測データと比較することにより、
機器状態の監視、異常判定を行う。ここで、機器とは部
品を含めたものを指す。
発明では、請求項１記載の、対象機器を含む機器の状態
に関する２次元分布計測データを取り込み、前記２次元
分布計測データと該機器の３次元形状モデルによる表示
結果とを位置合わせし、かつ対応付けて重ね合わせ表示
し、この表示内容から点検すべき機器部分を指定し、指
定された機器部分に対応する前記３次元形状モデル上に
当該機器の計測データをマッピングし、前記計測データ
の変化を検出して機器の異常の有無を判定する分布計測
データによる機器状態の監視方法 、を提供するもので
ある。すなわち、２次元のパラメータに関する分布計測
データと３次元ＣＡＤのような３次元形状モデルによる
点検対象とする機器の表示結果とを画像の特徴点を合わ
せることにより重ね合わせ、対象とする機器とその計測
データとの対応づけをし、状態を監視してその状態を推
定するのに必要なデータだけを自動的に抽出する。この
抽出した２次元分布計測データを３次元形状モデルにマ
ッピングして３次元表示および２次元空間のグラフに表
示することにより情報をより分かりやすく示し、その絶
対値レベルや過去の計測データと比較することにより、
機器状態の監視、異常判定を行う。ここで、機器とは部
品を含めたものを指す。
【０００９】請求項２記載の方法では、分布画像の視点
座標、視点方向および視野角を指定して３次元モデルと
の位置合わせを行う。
座標、視点方向および視野角を指定して３次元モデルと
の位置合わせを行う。
【００１０】請求項３記載の方法では、視点位置、視点
方向および視野角との関係が既知である２次元可視画像
を位置合わせのための補助画面とし、この補助画面と機
器の３次元形状モデルの位置を合わせる。
方向および視野角との関係が既知である２次元可視画像
を位置合わせのための補助画面とし、この補助画面と機
器の３次元形状モデルの位置を合わせる。
【００１１】請求項４記載の方法では、画像と機器の３
次元形状モデルの合わせるべき点を画像上で指定して視
点座標、視点方向および視野角を計算し、これにより分
布画像と機器の３次元形状モデルの位置を合わせる。
次元形状モデルの合わせるべき点を画像上で指定して視
点座標、視点方向および視野角を計算し、これにより分
布画像と機器の３次元形状モデルの位置を合わせる。
【００１２】請求項５記載の方法では、分布計測の際の
視点位置、視点方向および視野角との関係が既知である
２次元可視画像を位置合わせのための補助画面とし、こ
の画面と機器の３次元形状モデルの位置を合わせる。
視点位置、視点方向および視野角との関係が既知である
２次元可視画像を位置合わせのための補助画面とし、こ
の画面と機器の３次元形状モデルの位置を合わせる。
【００１３】請求項６記載の方法では、分布計測データ
の特徴量を検出し、これを基に画像と機器の３次元形状
モデルの合わせるべき点を決定して視点座標、視点方向
および視野角を計算し、これにより分布画像と機器の３
次元形状モデルの位置を合わせる。
の特徴量を検出し、これを基に画像と機器の３次元形状
モデルの合わせるべき点を決定して視点座標、視点方向
および視野角を計算し、これにより分布画像と機器の３
次元形状モデルの位置を合わせる。
【００１４】請求項７記載の方法では、分布計測の際の
視点位置、視点方向および視野角との関係が既知である
２次元可視画像を位置合わせのための補助画面とし、こ
の画面と機器の３次元形状モデルの位置を合わせる。
視点位置、視点方向および視野角との関係が既知である
２次元可視画像を位置合わせのための補助画面とし、こ
の画面と機器の３次元形状モデルの位置を合わせる。
【００１５】請求項８記載の方法では、点検すべき機器
を画面上に表示された配管計装線図より指定し、これと
対応する機器名を３次元形状モデルへ転送することによ
り、点検すべき機器を指定する。
を画面上に表示された配管計装線図より指定し、これと
対応する機器名を３次元形状モデルへ転送することによ
り、点検すべき機器を指定する。
【００１６】請求項９記載の方法では、点検すべき機器
を画面上に表示された３次元ＣＡＤ図により指定する。
を画面上に表示された３次元ＣＡＤ図により指定する。
【００１７】請求項１０記載の方法では、点検すべき機
器を画面上に表示された３次元形状モデルに対応した画
像より指定する。
器を画面上に表示された３次元形状モデルに対応した画
像より指定する。
【００１８】請求項１１記載の方法では、点検すべき機
器を画面上に表示された３次元形状モデルに対応した分
布計測データより指定する。
器を画面上に表示された３次元形状モデルに対応した分
布計測データより指定する。
【００１９】請求項１２記載の方法では、点検すべき機
器を画面上に表示された３次元形状モデルに対応した分
布計測データより指定する。
器を画面上に表示された３次元形状モデルに対応した分
布計測データより指定する。
【００２０】請求項１３記載の方法では、点検すべき機
器を画面上に表示された３次元ＣＡＤ図により指定す
る。
器を画面上に表示された３次元ＣＡＤ図により指定す
る。
【００２１】請求項１４記載の方法では、点検すべき機
器を画面上に表示された３次元形状モデルに対応した２
次元画像より指定する。
器を画面上に表示された３次元形状モデルに対応した２
次元画像より指定する。
【００２２】請求項１５記載の方法では、計測データを
マッピングする機器の３次元形状モデルとして複数の２
次元画像から３次元形状を生成し、これを用いる。
マッピングする機器の３次元形状モデルとして複数の２
次元画像から３次元形状を生成し、これを用いる。
【００２３】請求項１６記載の方法では、機器の３次元
形状モデルを、三角測量法により複数の２次元画像から
生成する。
形状モデルを、三角測量法により複数の２次元画像から
生成する。
【００２４】請求項１７記載の方法では、分布計測デー
タを機器の３次元形状モデルへマッピングするとき、対
象面の反射率あるいは表面の相対的傾きによる補正をし
た後、データをマッピングする。
タを機器の３次元形状モデルへマッピングするとき、対
象面の反射率あるいは表面の相対的傾きによる補正をし
た後、データをマッピングする。
【００２５】請求項１８記載の方法では、分布計測デー
タを機器の３次元形状モデルへマッピングした後、正面
図および側面図に変換して表示する。
タを機器の３次元形状モデルへマッピングした後、正面
図および側面図に変換して表示する。
【００２６】請求項１９記載の方法では、分布計測デー
タを機器の３次元形状モデルへマッピングした後、機器
の軸方向に添って計測データのパラメータをチャート表
示する。
タを機器の３次元形状モデルへマッピングした後、機器
の軸方向に添って計測データのパラメータをチャート表
示する。
【００２７】請求項２０記載の方法では、分布計測デー
タを機器の３次元形状モデルへマッピングするとき、複
数画面の計測データを機器の３次元形状モデルにマッピ
ング合成する。
タを機器の３次元形状モデルへマッピングするとき、複
数画面の計測データを機器の３次元形状モデルにマッピ
ング合成する。
【００２８】請求項２１記載の方法では、分布計測デー
タを前回計測した分布計測データと比較し、これらの違
いにより異常を判定する。
タを前回計測した分布計測データと比較し、これらの違
いにより異常を判定する。
【００２９】請求項２２記載の方法では、分布計測デー
タを予め設定しておいた異常判定レベルと比較し、異常
を判定する。
タを予め設定しておいた異常判定レベルと比較し、異常
を判定する。
【００３０】請求項２４記載の方法では、分布計測デー
タの過去のデータとの相関を計算し、異常を判定する。
タの過去のデータとの相関を計算し、異常を判定する。
【００３１】請求項２５記載の方法では、異常の判定を
異なる２種類以上の計測データを結合して、その結合値
により判定する。
異なる２種類以上の計測データを結合して、その結合値
により判定する。
【００３２】
【作用】上記構成によれば、対象機器につき２次元のパ
ラメータ分布を計測し、この分布画像と３次元形状モデ
ルにより点検対象機器の形状が同時に表示される。位置
合せにより両者が重なるように位置が合わせられ、対応
する計測データが３次元形状モデルにマッピングされ
る。このマッピングされた計測データ、あるいはそのグ
ラフ表示された空間分布を過去のデータと比較判定して
機器の状態を監視し異常を判定する。
ラメータ分布を計測し、この分布画像と３次元形状モデ
ルにより点検対象機器の形状が同時に表示される。位置
合せにより両者が重なるように位置が合わせられ、対応
する計測データが３次元形状モデルにマッピングされ
る。このマッピングされた計測データ、あるいはそのグ
ラフ表示された空間分布を過去のデータと比較判定して
機器の状態を監視し異常を判定する。
【００３３】請求項２ないし７によれば、分布計測デー
タと３次元形状モデルとの位置合わせは、分布計測デー
タの計測時に得られた視点座標、視点方向および視野角
などを用いて行う。
タと３次元形状モデルとの位置合わせは、分布計測デー
タの計測時に得られた視点座標、視点方向および視野角
などを用いて行う。
【００３４】請求項８ないし１２によれば、対象機器と
する機器部分の指定は、配線計装線図、３次元ＣＡＤ
図、２次元可視画像などにより行う。
する機器部分の指定は、配線計装線図、３次元ＣＡＤ
図、２次元可視画像などにより行う。
【００３５】請求項１３ないし１５によれば、計測デー
タ分布画像をマッピングする画像として３次元ＣＡＤ、
２次元画像、複数の２次元画像から生成した３次元画像
を用いる。
タ分布画像をマッピングする画像として３次元ＣＡＤ、
２次元画像、複数の２次元画像から生成した３次元画像
を用いる。
【００３６】請求項１６によれば、機器の３次元モデル
を三角測量法により複数の２次元画像から生成したもの
を用いる。
を三角測量法により複数の２次元画像から生成したもの
を用いる。
【００３７】請求項１７ないし２０によれば、計測デー
タを３次元形状モデルにマッピングするに際し、対象面
の反射率などを考慮したり、正面図などに変換した上で
行ったり、機器の軸方向に沿って計測データのパラメー
タをチャート表示したり、複数画面の計測データを合成
マッピングしたりする。
タを３次元形状モデルにマッピングするに際し、対象面
の反射率などを考慮したり、正面図などに変換した上で
行ったり、機器の軸方向に沿って計測データのパラメー
タをチャート表示したり、複数画面の計測データを合成
マッピングしたりする。
【００３８】請求項２１ないし２５によれば、計測デー
タを前回データと比較したり、予め設定されたレベルと
比較したり、変化率を調べたり、過去のデータとの相関
を見たり、２種類以上のデータを結合した値を用いて異
常判定する。
タを前回データと比較したり、予め設定されたレベルと
比較したり、変化率を調べたり、過去のデータとの相関
を見たり、２種類以上のデータを結合した値を用いて異
常判定する。
【００３９】
【実施例】本発明の実施例を、図１を基に説明する。図
１は、本発明においてレーザ振動計を用いて振動分布デ
ータを面計測し、その計測結果を３次元ＣＡＤに重ね合
わせて表示するときの手順を示したものである。重ね合
わせの手順は、大きく分けると図１に示すように、次の
２つの部分からなる。
１は、本発明においてレーザ振動計を用いて振動分布デ
ータを面計測し、その計測結果を３次元ＣＡＤに重ね合
わせて表示するときの手順を示したものである。重ね合
わせの手順は、大きく分けると図１に示すように、次の
２つの部分からなる。
【００４０】１）分布データの３次元ＣＡＤとの位置合
わせ ２）分布データの切り出しマッピング 分布データの３次元ＣＡＤとの位置合わせは、計測され
た２次元のパラメータ分布を画像として表示し、これに
機器の３次元ＣＡＤデータを重ね合わせて表示し、機器
と画像との対応を示すものであり、以下のようにして行
う。
わせ ２）分布データの切り出しマッピング 分布データの３次元ＣＡＤとの位置合わせは、計測され
た２次元のパラメータ分布を画像として表示し、これに
機器の３次元ＣＡＤデータを重ね合わせて表示し、機器
と画像との対応を示すものであり、以下のようにして行
う。
【００４１】はじめに、ステップＳ１により振動分布の
計測データおよびそのときの測定位置などの計測条件を
取り込む。振動分布データは、パラメータの値を色ある
いは輝度に変換し、画像データとして表示する。併せて
測定点座標、測定方向および視野角などの計測条件に基
づいて、ステップＳ２により３次元ＣＡＤにより機器配
置を同時に表示する。機器に関する３次元ＣＡＤデータ
は、予め作成しておく。測定位置などの計測条件には誤
差があるため、ステップＳ３による画像のエッジ抽出を
行い、ステップＳ４による計測データの画像と３次元Ｃ
ＡＤとの位置合わせを行う。
計測データおよびそのときの測定位置などの計測条件を
取り込む。振動分布データは、パラメータの値を色ある
いは輝度に変換し、画像データとして表示する。併せて
測定点座標、測定方向および視野角などの計測条件に基
づいて、ステップＳ２により３次元ＣＡＤにより機器配
置を同時に表示する。機器に関する３次元ＣＡＤデータ
は、予め作成しておく。測定位置などの計測条件には誤
差があるため、ステップＳ３による画像のエッジ抽出を
行い、ステップＳ４による計測データの画像と３次元Ｃ
ＡＤとの位置合わせを行う。
【００４２】次に、分布計測データの切り出しマッピン
グでは、ステップＳ５により選択した状態を監視する機
器に対応する計測データを切り出し、ステップＳ６によ
り３次元ＣＡＤの表面にマッピングして対象機器のパラ
メータ分布を表示する。
グでは、ステップＳ５により選択した状態を監視する機
器に対応する計測データを切り出し、ステップＳ６によ
り３次元ＣＡＤの表面にマッピングして対象機器のパラ
メータ分布を表示する。
【００４３】図２は、点検すべき対象機器を特定できる
画面、すなわちプラントの配管計装線図（以下Ｐ＆ＩＤ
という）を表示した画面、機器のＴＶ画像、分布計測デ
ータ画像および３次元ＣＡＤ画面を示している。これら
の画面を用いて点検機器を指定・選択する。Ｐ＆ＩＤと
３次元ＣＡＤとを対応付けることにより、点検機器の名
称、特徴をその場で知ることができる。また、ＴＶ画像
などにより直接見たい機器を指定することができる。
画面、すなわちプラントの配管計装線図（以下Ｐ＆ＩＤ
という）を表示した画面、機器のＴＶ画像、分布計測デ
ータ画像および３次元ＣＡＤ画面を示している。これら
の画面を用いて点検機器を指定・選択する。Ｐ＆ＩＤと
３次元ＣＡＤとを対応付けることにより、点検機器の名
称、特徴をその場で知ることができる。また、ＴＶ画像
などにより直接見たい機器を指定することができる。
【００４４】選択の後、対応する機器の計測データを選
択された機器にマッピングし、その点検対象機器を表示
する。計測データは一方向のみであるので、点検対象機
器上の計測データより判断してさらに別の方向からのデ
ータが必要な場合には、これらの処理を繰り返す。そし
て、ステップＳ７によりパラメータ値による異常判定が
行われる。それにより、機器の診断に必要な分布計測デ
ータを、機器の３次元形状を基に直感的に知ることがで
きる。
択された機器にマッピングし、その点検対象機器を表示
する。計測データは一方向のみであるので、点検対象機
器上の計測データより判断してさらに別の方向からのデ
ータが必要な場合には、これらの処理を繰り返す。そし
て、ステップＳ７によりパラメータ値による異常判定が
行われる。それにより、機器の診断に必要な分布計測デ
ータを、機器の３次元形状を基に直感的に知ることがで
きる。
【００４５】次に、図３および図４を用いて重ね合わせ
アルゴリズムの詳細について説明する。
アルゴリズムの詳細について説明する。
【００４６】振動分布の計測データに重ね合わせるべき
３次元ＣＡＤは、ワイヤーフレーム表示やサーフェス表
示ができるものである。機器の形状の概略をすばやく表
示するためには、形状を線のみで示す単純なワイヤーフ
レーム表示が適しており、機器の形状をある程度の現実
感をもって表示するためには、形状の外形面を示すサー
フェス表示が適している。図３は、簡単な一例として配
管に設けられたフランジ部の３次元ＣＡＤのワイヤーフ
レーム表示を、図４はそのサーフェス表示をそれぞれ示
したものである。
３次元ＣＡＤは、ワイヤーフレーム表示やサーフェス表
示ができるものである。機器の形状の概略をすばやく表
示するためには、形状を線のみで示す単純なワイヤーフ
レーム表示が適しており、機器の形状をある程度の現実
感をもって表示するためには、形状の外形面を示すサー
フェス表示が適している。図３は、簡単な一例として配
管に設けられたフランジ部の３次元ＣＡＤのワイヤーフ
レーム表示を、図４はそのサーフェス表示をそれぞれ示
したものである。
【００４７】これら両図では、３次元ＣＡＤと計測デー
タとは重ね合わせ表示されているから、機器と計測デー
タの対応付けをすることができる。このとき、３次元Ｃ
ＡＤの表示条件を調整することにより位置合わせを行
う。
タとは重ね合わせ表示されているから、機器と計測デー
タの対応付けをすることができる。このとき、３次元Ｃ
ＡＤの表示条件を調整することにより位置合わせを行
う。
【００４８】位置合わせにおいては、いわゆる１）手動
調整、２）半自動調整および３）自動調整の３つの方法
がある。 ・手動調整による位置合わせ 手動調整は、３次元ＣＡＤによる図形の表示パラメータ
をマニュアル操作で調整し、計測画像に合わせる方法で
ある。これらの表示結果は、計測点および視野角のパラ
メータを調整して移動することができ、画面に表示され
たスライダの位置をマウスで指定することにより、視点
のｘ，ｙ，ｚ座標、および測定方向を調整することがで
きる。 ・半自動調整による位置合わせ 半自動調整は、代表点をマニュアルで指定して自動的に
重ね合わせのための変換をする方法であり、また自動調
整は、代表点を画像エッジの抽出および特徴点の抽出に
より求め、完全に自動的に重ね合わせる方法である。
調整、２）半自動調整および３）自動調整の３つの方法
がある。 ・手動調整による位置合わせ 手動調整は、３次元ＣＡＤによる図形の表示パラメータ
をマニュアル操作で調整し、計測画像に合わせる方法で
ある。これらの表示結果は、計測点および視野角のパラ
メータを調整して移動することができ、画面に表示され
たスライダの位置をマウスで指定することにより、視点
のｘ，ｙ，ｚ座標、および測定方向を調整することがで
きる。 ・半自動調整による位置合わせ 半自動調整は、代表点をマニュアルで指定して自動的に
重ね合わせのための変換をする方法であり、また自動調
整は、代表点を画像エッジの抽出および特徴点の抽出に
より求め、完全に自動的に重ね合わせる方法である。
【００４９】半自動調整の方法は、計測データと３次元
ＣＡＤを合わせるとき、合わせるべき指定点を決め、合
わせるためのパラメータ値を最小二乗法で求めるといっ
た手順を採る。必要に応じて、測定対象の輪郭をよりは
っきりとさせるため、画像のエッジを抽出する。エッジ
の抽出は、表示画像に対して図５に示すようなグラジェ
ントやソーベルオペレータなどを適用することにより行
う。そしてエッジの抽出は、２次元計測データの３×３
の画素に対する微分演算により行う。
ＣＡＤを合わせるとき、合わせるべき指定点を決め、合
わせるためのパラメータ値を最小二乗法で求めるといっ
た手順を採る。必要に応じて、測定対象の輪郭をよりは
っきりとさせるため、画像のエッジを抽出する。エッジ
の抽出は、表示画像に対して図５に示すようなグラジェ
ントやソーベルオペレータなどを適用することにより行
う。そしてエッジの抽出は、２次元計測データの３×３
の画素に対する微分演算により行う。
【００５０】ステップＡ−１ 画像と３次元ＣＡＤを同
時表示する。必要に応じて、画像のエッジ抽出処理を行
い、画像と３次元ＣＡＤを合わせ易い表示にする。
時表示する。必要に応じて、画像のエッジ抽出処理を行
い、画像と３次元ＣＡＤを合わせ易い表示にする。
【００５１】ステップＡ−２ 合わせるべき３次元ＣＡ
Ｄ上の点をピッキングし選択する。その手順は、以下の
ようになる。
Ｄ上の点をピッキングし選択する。その手順は、以下の
ようになる。
【００５２】１）特徴となる点（表面に現われている頂
点）を、選択表示する。
点）を、選択表示する。
【００５３】２）マウス等により、合わせるべき特徴点
ｐi ＝（ｘi ，ｙi ，ｚi ）を選択する。
ｐi ＝（ｘi ，ｙi ，ｚi ）を選択する。
【００５４】３）選択した点の座標を保存する。
【００５５】ステップＡ−３ 合わせるべき画像上の点
を、マウス等によりピックし選択する。その手順は、以
下のようになる。
を、マウス等によりピックし選択する。その手順は、以
下のようになる。
【００５６】１）マウス等により、選択点Ｐi に対応す
る点ｑi ＝（ｘ′i ，ｙ′i ）を選択する。
る点ｑi ＝（ｘ′i ，ｙ′i ）を選択する。
【００５７】２）画像上に、選択すべき点を表示する。
【００５８】３）選択した点Ｑi の座標を保存する。
【００５９】ステップＡ−４ ステップＡ−２，同Ａ−
３を必要な点数だけ繰り返す（ｉ＝１，２，３，…，
Ｎ）。
３を必要な点数だけ繰り返す（ｉ＝１，２，３，…，
Ｎ）。
【００６０】ステップＡ−５ ３次元ＣＡＤと画像が重
なり合うように、図６に示すような視点位置ベクトル
ｖ、方向（θ，φ）を決定する。ここで、ｑi ＝ＰＶ
（ｖ，θ，φ）Ｍｐi となるような（ｖ，θ，φ）を最
小二乗法により計算する。Ｍ，Ｖ，Ｐは、それぞれモデ
リング、ビューイングおよび投影変換の行列である。
なり合うように、図６に示すような視点位置ベクトル
ｖ、方向（θ，φ）を決定する。ここで、ｑi ＝ＰＶ
（ｖ，θ，φ）Ｍｐi となるような（ｖ，θ，φ）を最
小二乗法により計算する。Ｍ，Ｖ，Ｐは、それぞれモデ
リング、ビューイングおよび投影変換の行列である。
【００６１】ステップＡ−６ ３次元ＣＡＤを移動・変
換して再表示する。
換して再表示する。
【００６２】ステップＡ−５における視点および方向パ
ラメータの最小二乗法での計算アルゴリズムを以下に示
す。
ラメータの最小二乗法での計算アルゴリズムを以下に示
す。
【００６３】ステップ５−１． 視点・方向の初期値Ｘ
o を入力する。
o を入力する。
【００６４】 Ｘo T ＝［ｖo ，θo ，ψo ］ （１） ここで、 ｖo ：視点初期値（ｖx o ，ｖy o ，ｖx o ） θo ，ψo ：視点方向角の初期値 である。
【００６５】ここで、推定するパラメータは視点の位置
および方向を考える。視角（αx ，αy ）は、計測器に
おいて固有のデータであるから固定とするが、αx ，α
y を未知としても他のパラメータと同じようにして求め
ることができる。
および方向を考える。視角（αx ，αy ）は、計測器に
おいて固有のデータであるから固定とするが、αx ，α
y を未知としても他のパラメータと同じようにして求め
ることができる。
【００６６】ステップ５−２． 合わせるべき点のＮ個
のペアを入力する。点を、それぞれ以下のように定義す
る。
のペアを入力する。点を、それぞれ以下のように定義す
る。
【００６７】画像座標では、 ｙi m ＝（ｘi m ，ｙi m ） （２） ３次元ＣＡＤ座標では、 ｘi ＝（ｘi ，ｙi ，ｚi ），ｉ＝１，２，３，…，Ｎ （３） ステップ５−３． 最小二乗法により、次の評価関数を
最小とするように視点・視角ベクトルＸをΔＸだけ変更
する。
最小とするように視点・視角ベクトルＸをΔＸだけ変更
する。
【００６８】
【数１】 ここで、Ｗi は位置の設定の誤差を表す重み行列であ
る。
る。
【００６９】計算の手順は、最急降下法により次のよう
になる。収束性を考え、他の方法でもよい。
になる。収束性を考え、他の方法でもよい。
【００７０】
【数２】 ２）ベクトルＸの変更分ΔＸを求める。
【００７１】
【数３】 ３）ベクトルＸを更新する。
【００７２】Ｘn+1 ＝Ｘn ＋ΔＸ （７） ４）｜ ΔＸ｜ ＜εo となるまで１），２），３）の
計算を実行する。
計算を実行する。
【００７３】ここで、画面上の点ｙi と３次元空間上の
点ｘi の関係は、視点の変数（viewing 変換）と２次元
画面への写像変換（perspective 変換）により、以下の
ように表される。
点ｘi の関係は、視点の変数（viewing 変換）と２次元
画面への写像変換（perspective 変換）により、以下の
ように表される。
【００７４】
【数４】 ただし、Ｒx （ψ）はＸ軸についての角度ψの回転 Ｒy （θ）はＹ軸についての角度θの回転である。
【００７５】したがって、（５）式のグラジェントは、
【００７６】
【数５】 として計算できる。ここで、
【００７７】
【数６】 である。
【００７８】ステップ５−４． 収束したＸn+1 が求め
られたら、視点方向Ｐn+1 を求め３次元ＣＡＤを再表示
して確認する。
られたら、視点方向Ｐn+1 を求め３次元ＣＡＤを再表示
して確認する。
【００７９】 Ｐn+1 ＝（ｐ′x ，ｐ′y ，ｐ′z ） （12） ここで、 ｐ′x ＝ｖx ＋ｃｏｓψｓｉｎθ ｐ′y ＝ｖy ＋ｓｉｎψ （13） ｐ′z ＝ｖz ＋ｃｏｓψｃｏｓθ となる。
【００８０】図７は、ポンプの弁付近において振動分布
と３次元ＣＡＤ表示を重ね合わせたものである。フラン
ジなどの特徴を指定して２次元画像と３次元ＣＡＤを重
ね合わせることができる。
と３次元ＣＡＤ表示を重ね合わせたものである。フラン
ジなどの特徴を指定して２次元画像と３次元ＣＡＤを重
ね合わせることができる。
【００８１】計測データの２次元画像と機器形状３次元
モデルとの位置合わせは、視点の位置および方向を手動
で行う方法および重ね合わせるべき画面上の点を数点指
定し、視点の位置および方向を計算して設定する半自動
の方法を示した。 ・自動調整による位置合わせ 図８は、人間が介在せず完全に自動で位置合わせをする
ときのアルゴリズムを示す。
モデルとの位置合わせは、視点の位置および方向を手動
で行う方法および重ね合わせるべき画面上の点を数点指
定し、視点の位置および方向を計算して設定する半自動
の方法を示した。 ・自動調整による位置合わせ 図８は、人間が介在せず完全に自動で位置合わせをする
ときのアルゴリズムを示す。
【００８２】手順としては、はじめにステップＳ１１に
より計測画像を入力してステップＳ１２によりそのエッ
ジを抽出し、ステップＳ１３により直線のトレースを行
ってステップＳ１４により特徴点を抽出する。
より計測画像を入力してステップＳ１２によりそのエッ
ジを抽出し、ステップＳ１３により直線のトレースを行
ってステップＳ１４により特徴点を抽出する。
【００８３】特徴点としては、直方体のコーナなど例え
ば図９（ａ）、（ｂ）および（ｃ）に示すようなものが
挙げられる。
ば図９（ａ）、（ｂ）および（ｃ）に示すようなものが
挙げられる。
【００８４】再び図８に戻ってステップＳ１５で、特徴
点を含むウインドウと３次元形状モデルによって作成さ
れた画像の類似度を相関係数によって評価し、ステップ
Ｓ１６により相関係数の最も小さい画像を対応点として
判定する。そして、ステップＳ１７により視点座標およ
び視点位置は、画像の対応点から前述の方法により計算
する。
点を含むウインドウと３次元形状モデルによって作成さ
れた画像の類似度を相関係数によって評価し、ステップ
Ｓ１６により相関係数の最も小さい画像を対応点として
判定する。そして、ステップＳ１７により視点座標およ
び視点位置は、画像の対応点から前述の方法により計算
する。
【００８５】図１０は、図８および図９における計測画
像と３次元形状モデルの重ね合わせについての他の方法
を示したもので、この場合計測器との位置、測定方向お
よび測定視野角が既知であるＴＶカメラとの位置合わせ
を行うようにしている。
像と３次元形状モデルの重ね合わせについての他の方法
を示したもので、この場合計測器との位置、測定方向お
よび測定視野角が既知であるＴＶカメラとの位置合わせ
を行うようにしている。
【００８６】図１１は、画像データの点検対象機器への
マッピング表示について示している。画像データの点検
対象機器へのマッピング表示は、はじめに３次元ＣＡＤ
上での部品選択を行い、次に指定したプリミティブへ計
測データをマッピングするという手順で行う。
マッピング表示について示している。画像データの点検
対象機器へのマッピング表示は、はじめに３次元ＣＡＤ
上での部品選択を行い、次に指定したプリミティブへ計
測データをマッピングするという手順で行う。
【００８７】３次元ＣＡＤ上での部品選択のアルゴリズ
ムは次の１）、２）および３）に示す通りである。
ムは次の１）、２）および３）に示す通りである。
【００８８】１）部品別に名前をつけ、ピッキングでき
るようにしておく。
るようにしておく。
【００８９】２）ピックされたら、部品をブリンクさせ
る。
る。
【００９０】３）「確認」したら、その部品だけ表示す
る。
る。
【００９１】ここで、前述のようにＰ＆ＩＤ画面、ＴＶ
画像および計測データ画面からでも指定できるようにす
る。
画像および計測データ画面からでも指定できるようにす
る。
【００９２】画像データの点検対象機器へのマッピング
は、図１１に示すように点検対象機器を構成する３次元
ＣＡＤの各プリミティブにマッピングすることによって
行う。例えば、はじめにプリミティブの面を構成する頂
点Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄを２次元の計測画像の空間へ変換す
る。変換された頂点Ａ′，Ｂ′，Ｃ′，Ｄ′で囲まれた
領域の計測データを、平面Ａ−Ｂ−Ｃ−Ｄへマッピング
する。この平面がプリミティブの表の面であるかどうか
を判定し、表の面の場合には、画像データをこの平面に
マッピングし、裏の面の場合には行わないようにする。
また、他の物体により隠れている場合にはこれを修正す
る。
は、図１１に示すように点検対象機器を構成する３次元
ＣＡＤの各プリミティブにマッピングすることによって
行う。例えば、はじめにプリミティブの面を構成する頂
点Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄを２次元の計測画像の空間へ変換す
る。変換された頂点Ａ′，Ｂ′，Ｃ′，Ｄ′で囲まれた
領域の計測データを、平面Ａ−Ｂ−Ｃ−Ｄへマッピング
する。この平面がプリミティブの表の面であるかどうか
を判定し、表の面の場合には、画像データをこの平面に
マッピングし、裏の面の場合には行わないようにする。
また、他の物体により隠れている場合にはこれを修正す
る。
【００９３】この修正の処理アルゴリズムを以下にまと
める。
める。
【００９４】１）プリミティブの面のうち表の面のもの
だけを選ぶ。
だけを選ぶ。
【００９５】選んだ面の上（ｚ値の大きい）のものから
順に番号をふる。
順に番号をふる。
【００９６】２）選んだ面の座標を画像座標に変換す
る。変換は、次式により行われる。
る。変換は、次式により行われる。
【００９７】Ｐ′i ＝ＰＶＭＰi （14） ただし、Ｐ′i ：画像座標＝（ｘ′i ，ｙ′i ） Ｐi ：３次元ＣＡＤ座標＝（ｘi ，ｙi ，ｚi ） Ｍ：モデリング変換行列 Ｖ：ビューイング変換行列 Ｐ：透視変換行列 ３）（ｚ値の）上の面から画像を３次元ＣＡＤの最小単
位であるポリゴンにマッピングしていく。マッピングし
たら画像のマッピングした領域を「黒」（影の領域色）
に塗る。
位であるポリゴンにマッピングしていく。マッピングし
たら画像のマッピングした領域を「黒」（影の領域色）
に塗る。
【００９８】４）プリミティブ毎にテクスチャを含めて
保存、再表示できるようにする。画像データとしては、
マッピングされたものとマッピング前の画像データとを
保存することができる。
保存、再表示できるようにする。画像データとしては、
マッピングされたものとマッピング前の画像データとを
保存することができる。
【００９９】図１２は、円柱プリミティブを組み合わせ
た配管へマッピングした例を示している。このマッピン
グした画像データを過去の画像データと比べて、その差
により機器の異常を判断できる。また、この画像データ
から機器の点検すべき点のデータ値を読み取ってそのト
レンドを表示し、これによっても機器の異常を判断する
ことが可能である。
た配管へマッピングした例を示している。このマッピン
グした画像データを過去の画像データと比べて、その差
により機器の異常を判断できる。また、この画像データ
から機器の点検すべき点のデータ値を読み取ってそのト
レンドを表示し、これによっても機器の異常を判断する
ことが可能である。
【０１００】図１３は、配管などの長尺物を、画像を複
数枚連続して３次元ＣＡＤにマッピングしたもので、全
体の振動計測データの分布を表示することが可能であ
る。
数枚連続して３次元ＣＡＤにマッピングしたもので、全
体の振動計測データの分布を表示することが可能であ
る。
【０１０１】図１４は、振動計測データの分布につき、
配管あるいは機器の指定した方向に添ってデータをグラ
フとしてＸ−Ｙプロットすることにより、そのモードを
表示して振動の特性を表したものである。
配管あるいは機器の指定した方向に添ってデータをグラ
フとしてＸ−Ｙプロットすることにより、そのモードを
表示して振動の特性を表したものである。
【０１０２】また、以上は３次元形状を基にその投影図
で表示するものであるが、計測データをマッピングした
３次元形状モデルは上部、正面、側面などの３面図で表
してもよい。
で表示するものであるが、計測データをマッピングした
３次元形状モデルは上部、正面、側面などの３面図で表
してもよい。
【０１０３】［他の実施例（１）］以上の実施例では、
振動分布データについての状態監視・異常診断方法につ
いて述べたが、ここで振動分布データと同様に、赤外線
カメラによる温度計測データ、ＴＶカメラによる可視画
像データ、立体音響センサによる音源分布データを用い
てもよい。これらのデータは、パラメータの値を色ある
いは輝度に変換した場合、処理内容は基本的に同様であ
るので、振動分布による場合と同様に処理することがで
きる。
振動分布データについての状態監視・異常診断方法につ
いて述べたが、ここで振動分布データと同様に、赤外線
カメラによる温度計測データ、ＴＶカメラによる可視画
像データ、立体音響センサによる音源分布データを用い
てもよい。これらのデータは、パラメータの値を色ある
いは輝度に変換した場合、処理内容は基本的に同様であ
るので、振動分布による場合と同様に処理することがで
きる。
【０１０４】［他の実施例（２）］また、以上の実施例
では、点検対象とする機器の形状のモデルとして基本的
図形の組み合わせで機器の形状を表現する３次元ＣＡＤ
を用いたが、形状を表現するためにレーザレンジファイ
ンダで実際の機器の形状を測定してこれをモデルとして
もよい。レーザレンジファインダは、例えば図１５に示
すようにレーザの連続波を振幅変調して対象物体に対し
てレーザ光を出力し、対象物体からの反射光との位相差
を検出し、これを飛行時間つまり距離情報に直すもので
ある。レーザ光を対象物に対して走査することにより、
対象物の形状を得ることができる。
では、点検対象とする機器の形状のモデルとして基本的
図形の組み合わせで機器の形状を表現する３次元ＣＡＤ
を用いたが、形状を表現するためにレーザレンジファイ
ンダで実際の機器の形状を測定してこれをモデルとして
もよい。レーザレンジファインダは、例えば図１５に示
すようにレーザの連続波を振幅変調して対象物体に対し
てレーザ光を出力し、対象物体からの反射光との位相差
を検出し、これを飛行時間つまり距離情報に直すもので
ある。レーザ光を対象物に対して走査することにより、
対象物の形状を得ることができる。
【０１０５】これを機器のモデルとして計測データをマ
ッピングし、機器の振動分布などの状態を容易に把握で
きるようになる。また、このレーザ光を用いてモデルを
作成する方法では、予め３次元ＣＡＤのデータなどが要
らないため、より柔軟に機器のモデルができるようにな
る。さらに、３次元ＣＡＤでは表現できない詳細な形状
をも入力して表示することができる。
ッピングし、機器の振動分布などの状態を容易に把握で
きるようになる。また、このレーザ光を用いてモデルを
作成する方法では、予め３次元ＣＡＤのデータなどが要
らないため、より柔軟に機器のモデルができるようにな
る。さらに、３次元ＣＡＤでは表現できない詳細な形状
をも入力して表示することができる。
【０１０６】図１６は、２枚のＴＶ画像を用いて立体視
の方法により３次元形状を測定する立体視の例を示して
いる。立体視においては、図１６に示すように、点Ｐま
での距離は、距離ｄだけ離れて平行に設置されたカメラ
による２つの画像における両者の画像の対応点ＰL （Ｘ
L ，ＹL ）とＰR （ＸR ，ＹR ）とを求めることによ
り、次式で計算される。
の方法により３次元形状を測定する立体視の例を示して
いる。立体視においては、図１６に示すように、点Ｐま
での距離は、距離ｄだけ離れて平行に設置されたカメラ
による２つの画像における両者の画像の対応点ＰL （Ｘ
L ，ＹL ）とＰR （ＸR ，ＹR ）とを求めることによ
り、次式で計算される。
【０１０７】
【数７】 ここで、ｆ：カメラ焦点と画像の距離である。
【０１０８】２つの画像の対応点は、計測画像と３次元
形状モデルによる画像との重ね合わせの時と同じよう
に、画像の特徴点を抽出し、この特徴点周りのウインド
ウ部分と重ね合わせるべき画像のウインドウの相関を取
ることにより、対応点が求められる。
形状モデルによる画像との重ね合わせの時と同じよう
に、画像の特徴点を抽出し、この特徴点周りのウインド
ウ部分と重ね合わせるべき画像のウインドウの相関を取
ることにより、対応点が求められる。
【０１０９】この方法では、ＴＶ画像のみにより３次元
形状が分かるため、安価な装置により形状を得ることが
できる。
形状が分かるため、安価な装置により形状を得ることが
できる。
【０１１０】［他の実施例（３）］以上の実施例では、
検出器による計測値は計測する物体の傾きや表面の反射
率に依存しないとしていたが、表面の傾きや反射率が大
きく異なる場合にはその補正をする必要がある。
検出器による計測値は計測する物体の傾きや表面の反射
率に依存しないとしていたが、表面の傾きや反射率が大
きく異なる場合にはその補正をする必要がある。
【０１１１】図１７は、物体が計測面の垂直方向に振動
しており、計測面の傾きがθである場合の例を示してい
る。レーザ振動計の場合、計測する物体の表面がレーザ
の方向と垂直な場合はその補正をする必要はないが、こ
の場合のように傾きがθであると垂直成分はｃｏｓθ倍
ということになるので、実際の振動の速度Ｖnormは、以
下のように補正される。
しており、計測面の傾きがθである場合の例を示してい
る。レーザ振動計の場合、計測する物体の表面がレーザ
の方向と垂直な場合はその補正をする必要はないが、こ
の場合のように傾きがθであると垂直成分はｃｏｓθ倍
ということになるので、実際の振動の速度Ｖnormは、以
下のように補正される。
【０１１２】 Ｖnorm＝Ｖmes ／ｃｏｓθ （16） ここで、Ｖmes は測定される振動の速度である。
【０１１３】これにより、必ずしも振動面に対して垂直
にレーザ光を当てなくとも、物体の振動を測定すること
ができる。
にレーザ光を当てなくとも、物体の振動を測定すること
ができる。
【０１１４】また、赤外線センサによる温度計測の場合
には、赤外線の反射率の補正をすることにより精度良く
温度を測定することができる。標準の反射率をＦＯと
し、計測対象の反射率をＦobs とすれば、反射率の補正
された計測温度はＴmod として以下のように与えられ
る。
には、赤外線の反射率の補正をすることにより精度良く
温度を測定することができる。標準の反射率をＦＯと
し、計測対象の反射率をＦobs とすれば、反射率の補正
された計測温度はＴmod として以下のように与えられ
る。
【０１１５】 Ｔmod ＝Ｔmes ・（Ｆobs ／ＦＯ） （17） ここで、Ｔmes は直接測定された温度（℃）である。
【０１１６】［他の実施例（４）］以上の実施例におい
て異常の判定は１種類の測定値のみを用いて行なうもの
であったが、ここで複数の計測値を用いて判定してもよ
い。例えば、それぞれ独立に振動の振幅および温度のみ
を用いて異常を判断した場合と振動と温度を組み合わせ
て判定した場合では後者の方がより精密な判断ができ
る。
て異常の判定は１種類の測定値のみを用いて行なうもの
であったが、ここで複数の計測値を用いて判定してもよ
い。例えば、それぞれ独立に振動の振幅および温度のみ
を用いて異常を判断した場合と振動と温度を組み合わせ
て判定した場合では後者の方がより精密な判断ができ
る。
【０１１７】図１８はこれらの異常の判定基準を図示し
比較したものである。振幅ｘおよび温度Ｔで独立に判断
する場合に、ｘ＜ａが振幅の正常を表す領域であり、Ｔ
＜ｂが温度の正常を表す領域であるとすると、「ｘ＜ａ
かつＴ＜ｂ」がこの２つのパラメーターで判断される正
常領域である。これは図１８の点線の内側の領域として
示される。一方、正常値を示す振幅と温度の関係を求
め、これに基づいて正常領域を定義することができる。
例えば、Ｘ−Ｔ平面において現在の測定値（Ｘ，Ｔ）の
正常領域がＸ／a1＋Ｔ／b1＜１のような関係を求め、こ
のマップにより正常及び異常を判断することができる。
これにより正常／異常の判定領域をより精密に取ること
ができる。
比較したものである。振幅ｘおよび温度Ｔで独立に判断
する場合に、ｘ＜ａが振幅の正常を表す領域であり、Ｔ
＜ｂが温度の正常を表す領域であるとすると、「ｘ＜ａ
かつＴ＜ｂ」がこの２つのパラメーターで判断される正
常領域である。これは図１８の点線の内側の領域として
示される。一方、正常値を示す振幅と温度の関係を求
め、これに基づいて正常領域を定義することができる。
例えば、Ｘ−Ｔ平面において現在の測定値（Ｘ，Ｔ）の
正常領域がＸ／a1＋Ｔ／b1＜１のような関係を求め、こ
のマップにより正常及び異常を判断することができる。
これにより正常／異常の判定領域をより精密に取ること
ができる。
【０１１８】すなわち、それぞれのパラメーターで独立
に判定する場合には保守的に異常判定のしきい値、例え
ばａ，ｂを設定する必要がある。一方、複数のパラメー
ターの関係を求め異常を判定する場合には正常とする領
域を独立に判定する場合に比べて大きく取ることができ
異常の誤判断および機器の無駄な点検が少なくなり経済
的に有利になる。
に判定する場合には保守的に異常判定のしきい値、例え
ばａ，ｂを設定する必要がある。一方、複数のパラメー
ターの関係を求め異常を判定する場合には正常とする領
域を独立に判定する場合に比べて大きく取ることができ
異常の誤判断および機器の無駄な点検が少なくなり経済
的に有利になる。
【０１１９】なお、ここで判定に用いるパラメーターと
しては２種類以上何種類用いても同様に扱うことができ
る。また、上記ではＸ／a1＋Ｔ／b1＜１の関係式を例に
上げたが、この関係式は正常領域を表す関係式なら同様
に用いることができる。
しては２種類以上何種類用いても同様に扱うことができ
る。また、上記ではＸ／a1＋Ｔ／b1＜１の関係式を例に
上げたが、この関係式は正常領域を表す関係式なら同様
に用いることができる。
【０１２０】
【発明の効果】本発明は上述のように、分布計測データ
と３次元空間モデルとの位置を合わせ、分布計測データ
をマッピングするようにしたため、機器の運転状態を分
かりやすく表示することができ、この結果機器の状態に
つき容易に的確な判断を下すことができるようになる。
この結果、対象機器の監視および異常判定を省力化でき
る。
と３次元空間モデルとの位置を合わせ、分布計測データ
をマッピングするようにしたため、機器の運転状態を分
かりやすく表示することができ、この結果機器の状態に
つき容易に的確な判断を下すことができるようになる。
この結果、対象機器の監視および異常判定を省力化でき
る。
【図１】本発明の分布データ重ね合わせアルゴリズムの
構成を示すフローチャート。
構成を示すフローチャート。
【図２】機器選択用の表示画面の一例を示した説明図。
【図３】３次元ＣＡＤによるポンプのワイヤーフレーム
表示例を示す説明図。
表示例を示す説明図。
【図４】３次元ＣＡＤによるポンプのサーフェス表示例
を示す説明図。
を示す説明図。
【図５】微分演算オペレータを示した説明図。
【図６】視点パラメータを示した説明図。
【図７】ポンプを例とした振動分布と３次元ＣＡＤの重
ね合わせ表示例を示した説明図。
ね合わせ表示例を示した説明図。
【図８】自動位置合わせ手順を示したフローチャート。
【図９】同図（ａ）、（ｂ）および（ｃ）はいづれも特
徴点の例を表した説明図。
徴点の例を表した説明図。
【図１０】計測装置とＴＶカメラの関係を表した説明
図。
図。
【図１１】マッピングの方法を示した説明図。
【図１２】配管への振動分布画像のマッピング例の説明
図。
図。
【図１３】長尺配管への振動分布画像のマッピング例の
説明図。
説明図。
【図１４】配管の振動モードを示した説明図。
【図１５】レーザレンジファインダの構成を示した説明
図。
図。
【図１６】立体視の原理を表した説明図。
【図１７】対象物の傾きと計測方向の関係を表した説明
図。
図。
【図１８】異常の判定基準の違いを表した説明図。
ｖ 視点位置ベクトル α 視野角 Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ 頂点
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 羽 田 里代子 神奈川県横浜市磯子区新杉田町８番地 株 式会社東芝横浜事業所内 (72)発明者 田 井 一 郎 神奈川県川崎市幸区小向東芝町１ 株式会 社東芝研究開発センター内 (72)発明者 兼 本 茂 神奈川県川崎市幸区小向東芝町１ 株式会 社東芝研究開発センター内
Claims (25)
- 【請求項１】対象機器を含む機器の状態に関する２次元
分布計測データを取り込み、 前記２次元分布計測データと該機器の３次元形状モデル
による表示結果とを位置合わせし、かつ対応付けて重ね
合わせ表示し、 この表示内容から点検すべき機器部分を指定し、 指定された機器部分に対応する前記３次元形状モデル上
に当該機器の計測データをマッピングし、 前記計測データの変化を検出して機器の異常の有無を判
定する分布計測データによる機器状態の監視方法。 - 【請求項２】請求項１記載の方法において、 分布計測データと機器の３次元形状モデルとの重ね合わ
せに際し、分布計測の際の視点座標、視点方向および視
野角を指定した分布画像と機器の３次元形状モデルの位
置を合わせることにより行う分布計測データによる機器
状態の監視方法。 - 【請求項３】請求項２記載の方法において、 分布計測データと機器の３次元形状モデルとの重ね合わ
せに際し、分布計測の際の視点位置、視点方向および視
野角との関係が既知である２次元可視画像を位置合わせ
のための補助画面とし、この補助画面と機器の３次元形
状モデルの位置を合わせる分布計測データによる機器状
態の監視方法。 - 【請求項４】請求項１記載の方法において、 分布計測データと機器の３次元形状モデルとの重ね合わ
せに際し、画像と機器の３次元形状モデルの合わせるべ
き点を画像上で指定して視点座標、視点方向および視野
角を計算し、これにより分布画像と機器の３次元形状モ
デルの位置を合わせる分布計測データによる機器状態の
監視方法。 - 【請求項５】請求項４記載の方法において、 分布計測データと機器の３次元形状モデルとの重ね合わ
せに際し、分布計測の際の視点位置、視点方向および視
野角との関係が既知である２次元可視画像を位置合わせ
のための補助画面とし、この画面と機器の３次元形状モ
デルの位置を合わせる分布計測データによる機器状態の
監視方法。 - 【請求項６】請求項１記載の方法において、 分布計測データと機器の３次元形状モデルとの重ね合わ
せに際し、分布計測データの特徴量を検出し、これを基
に画像と機器の３次元形状モデルの合わせるべき点を決
定して視点座標、視点方向および視野角を計算し、これ
により分布画像と機器の３次元形状モデルの位置を合わ
せる分布計測データによる機器状態の監視方法。 - 【請求項７】請求項６記載の方法において、 分布計測データと機器の３次元形状モデルとの重ね合わ
せに際し、分布計測の際の視点位置、視点方向および視
野角との関係が既知である２次元可視画像を位置合わせ
のための補助画面とし、この画面と機器の３次元形状モ
デルの位置を合わせる分布計測データによる機器状態の
監視方法。 - 【請求項８】請求項１記載の方法において、 点検すべき機器を画面上に表示された配管計装線図より
指定し、これと対応する機器名を３次元形状モデルへ転
送することにより、点検すべき機器を指定する分布計測
データによる機器状態の監視方法。 - 【請求項９】請求項１記載の方法において、 点検すべき機器を画面上に表示された３次元ＣＡＤ図に
より指定する分布計測データによる機器状態の監視方
法。 - 【請求項１０】請求項１記載の方法において、 点検すべき機器を画面上に表示された３次元形状モデル
に対応した画像より指定する分布計測データによる機器
状態の監視方法。 - 【請求項１１】請求項１記載の方法において、 点検すべき機器を画面上に表示された３次元形状モデル
に対応した分布計測データより指定する分布計測データ
による機器状態の監視方法。 - 【請求項１２】請求項１記載の方法において、 点検すべき機器を画面上に表示された３次元形状モデル
に対応した分布計測データより指定する分布計測データ
による機器状態の監視方法。 - 【請求項１３】請求項１記載の方法において、 点検すべき機器を画面上に表示された３次元ＣＡＤ図に
より指定する機器状態の監視方法。 - 【請求項１４】請求項１記載の方法において、 点検すべき機器を画面上に表示された３次元形状モデル
に対応した２次元画像より指定する機器状態の監視方
法。 - 【請求項１５】請求項１記載の方法では、 計測データをマッピングする機器の３次元形状モデルと
して複数の２次元画像から３次元形状を生成し、これを
用いる分布計測データによる機器状態の監視方法。 - 【請求項１６】請求項１記載の方法において、 機器の３次元形状モデルを、三角測量法により複数の２
次元画像から生成する分布計測データによる機器状態の
監視方法。 - 【請求項１７】請求項１記載の方法において、 分布計測データを機器の３次元形状モデルへマッピング
するとき、対象面の反射率あるいは表面の相対的傾きに
よる補正をした後、データをマッピングする、分布計測
データによる機器状態の監視方法。 - 【請求項１８】請求項１記載の方法において、 分布計測データを機器の３次元形状モデルへマッピング
した後、正面図および側面図に変換して表示する分布計
測データによる機器状態の監視方法。 - 【請求項１９】請求項１記載の方法において、 分布計測データを機器の３次元形状モデルへマッピング
した後、機器の軸方向に添って計測データのパラメータ
をチャート表示する分布計測データによる機器状態の監
視方法。 - 【請求項２０】請求項１記載の方法において、 分布計測データを機器の３次元形状モデルへマッピング
するとき、複数画面の計測データを機器の３次元形状モ
デルにマッピング合成する分布計測データによる機器状
態の監視方法。 - 【請求項２１】請求項１記載の方法において、 分布計測データを前回計測した分布計測データと比較
し、これらの違いにより異常を判定する分布計測データ
による機器状態の監視方法。 - 【請求項２２】請求項１記載の方法において、 分布計測データを予め設定しておいた異常判定レベルと
比較し、異常を判定する分布計測データによる機器状態
の監視方法。 - 【請求項２３】請求項１記載の方法において、 分布計測データの変化率により異常を判定する分布計測
データによる機器状態の監視方法。 - 【請求項２４】請求項１記載の方法において、 分布計測データの過去のデータとの相関を計算し、異常
を判定する分布計測データによる機器状態の監視方法。 - 【請求項２５】請求項１記載の方法において、 異常の判定を異なる２種類以上の計測データを結合し
て、その結合値により判定する分布計測データによる機
器状態の監視方法。
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- 1994-08-31 JP JP20694594A patent/JP3388034B2/ja not_active Expired - Fee Related
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