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公開番号2025081216
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-05-27
出願番号2024146562
出願日2024-08-28
発明の名称視点補正を伴う熱イメージング
出願人横河電機株式会社
代理人個人,個人,個人,個人
主分類G05D 1/222 20240101AFI20250520BHJP(制御;調整)
要約【課題】産業用資産の正しい動作を保証するために産業用資産をイメージングすること、または障害を識別することは、時間を消費しエラーを起こしやすいタスクであり得る。
【解決手段】イメージングキャプチャプロセスを自動化すること、およびニューラルネットワークを利用して資産を識別することによって、資産が迅速かつ正確に識別されることが可能となり、それらの現在の動作状態も同様である。資産を識別するために、かつ予想されるパラメータ内で資産が動作しているかどうかを決定するために、または予想されるパラメータ内で動作していない場合に補正的なアクションを開始するために、視覚イメージングもしくは赤外線イメージングまたはそれらの組合せを介して資産イメージングが遂行されてよい。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
環境の中の資産の温度を監視するためのデバイスであって、
環境を巡視するように命令される搬送機器であって、自律的または半自律的に前記環境内で移動する、搬送機器と、
前記環境の熱画像の自律的なキャプチャを支援する、前記搬送機器上に配置された熱画像キャプチャデバイスと、
資産のデータベースから前記資産を識別するように前記熱画像を処理し、温度測定が実行されることになる、前記資産の少なくとも1つの関心領域を決定するように構成された、プロセッサと
を備え、
前記搬送機器が、前記熱画像の前記処理からの結果に従って移動するように構成される、デバイス。
続きを表示（約 1,400 文字）【請求項２】
前記熱画像の成功した処理のために前記資産と前記熱画像キャプチャデバイスとの間の距離を調整するために、または機械学習に従って前記熱画像の成功した処理のために前記熱画像キャプチャデバイスの位置を調整するために、前記搬送機器が、前記熱画像の成功した処理に適した角度で画像キャプチャが実行されるような1つまたは複数の方式で自律的に移動するように構成される、請求項1に記載のデバイス。
【請求項３】
前記搬送機器が、前記熱画像の前記処理からの前記結果に従って移動するように構成されることが、所定の位置に静止したままでありながら前記熱画像キャプチャデバイスを保持するように構成される、前記搬送機器の内部部分を移動させることを備える、請求項1に記載のデバイス。
【請求項４】
前記熱画像が、視覚画像キャプチャデバイスおよび熱画像キャプチャデバイスからの統合された画像を備える、請求項1に記載のデバイス。
【請求項５】
環境内に位置する資産の温度を監視するための方法であって、
前記環境を巡視するように命令される搬送機器上に配置された熱画像キャプチャデバイスを使用することによって、資産を含む前記環境の熱画像を受信するステップであって、前記搬送機器が自律的または半自律的に前記環境内で移動する、ステップと、
資産のデータベースから前記資産を識別するステップと、
温度測定が実行されることになる、前記資産の少なくとも1つの関心領域を決定するステップと、
前記熱画像の成功した処理のために前記搬送機器の移動を調整するステップと、
前記資産の少なくとも1つの温度値を計算するステップと
を備える方法。
【請求項６】
前記熱画像を機械学習モデルに提供するステップと、
前記熱画像の処理された結果に関係する前記機械学習モデルが検出モデルに少なくとも部分的に基づくことに応答して、前記機械学習モデルからの出力を受信するステップと
をさらに備え、
前記出力が前記資産の1つまたは複数の関心領域を備える、請求項5に記載の方法。
【請求項７】
前記検出モデルが、前記熱画像をキャプチャする前に準備される、前記資産のタイプに関連するベース熱画像のセットに少なくとも部分的に基づいて訓練された、関心領域(ROI)検出モデルを備える、請求項6に記載の方法。
【請求項８】
前記1つまたは複数の関心領域の各々が、前記熱画像内の1つまたは複数の事前決定された画像位置から準備される、請求項6に記載の方法。
【請求項９】
前記温度が、最高温度値、最低温度値、平均温度値、中央温度値、または温度に関連する他の統計尺度のうちの少なくとも1つを備える、請求項5に記載の方法。
【請求項１０】
前記熱画像が、前記資産の識別目的または前記資産のロケーションの識別のために使用される、前記環境内に位置する少なくとも1つの物体を備え、
前記処理された結果が、前記機械学習モデルに少なくとも部分的に基づいて、前記熱画像の一部分の中に含まれる前記少なくとも1つの物体を、参照画像を用いてマッピングするステップを通じて取得される、請求項6に記載の方法。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、産業用資産のイメージングのためのシステムおよび方法に関し、詳細には、赤外線画像および/または視覚画像を分析して産業用資産を識別および評価するために、ニューラルネットワーク、機械学習モデル、古典コンピュータビジョンを利用することに関する。
続きを表示（約 2,600 文字）【背景技術】
【０００２】
産業用資産(または、より簡単に「資産」)をイメージングすることは、特定の資産または資産のタイプ、および資産のいくつかの特性を識別するための手段を提供する。特性は、資産自体の可視スペクトルおよび非可視スペクトルの中で提示される特性ならびに資産の属性(たとえば、リーク、動作中/非動作中、構成要素の位置、取り付けられた機器など)を識別することを含んでよい。赤外線イメージングは、資産または資産の部分の温度を識別するために有用であり得る。
【０００３】
多くの施設(たとえば、工場、化学プラント、石油蒸留など)の場合、ユーザは、毎日など定期的に資産の画像を撮る仕事が課される。他の資産は、より頻繁なまたはさほど頻繁でないイメージングを必要とすることがある。機械、ポンプなどの多数の資産を有する施設の場合、このことは重要なタスクであり得る。
【０００４】
資産の画像をキャプチャするとき、ユーザは、キャプチャされた画像を提示する表示スクリーンを見るなどの、大まかな点検を行うことがある。イメージングが赤外線であるとき、ユーザは、画像が正しくキャプチャされたこと、および予想される高温の箇所が画像の中に示されるか否かを、決定してよい。ユーザは、次いで、そのような結果を書き留めてよく、かつ/または特定の画像を特定の資産に関連付けてよい。
【０００５】
通常、画像は、その後の記憶および分析のためにカメラから別のコンピュータにダウンロードされる。たとえば、ユーザは、資産の一部分を備える関心エリアの周囲にバウンディングボックスを描いてよい。1つの資産が1つまたは複数のバウンディングボックスを有してよい。ユーザは、次いで、各画像の中の異常を求めて画像または特定のバウンディングボックスを観測してよい。
【０００６】
そのような技法は、多くの施設が設計されたように動作し、早期に問題を捕らえることを可能にするが、分析のための資産のイメージングは、時間を消費しエラーを起こしやすいプロセスである。追加として、経時的な変化を含む、環境要因または他の要因に起因する変化は、予想されるように資産が機能しているかどうかを決定するときに人間のユーザが正確に考慮に入れることが困難である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
資産および/または資産の動作属性を識別するために、資産の視覚スペクトルイメージングが使用され得る。イメージングは、イメージングされつつある特定の資産(たとえば、識別子、モデル、およびシリアル番号など)または資産のカテゴリーもしくはタイプを識別してよい。資産の熱イメージング(すなわち、赤外線)は、視覚イメージングと比較して、追加情報、代替情報、または補足情報を提供することができる。熱イメージングは、第2の資産または資産の第2のタイプに一致する、第2のロケーションに位置するモーターからの熱を検出することに対して、第1の資産または資産の第1のタイプに一致し得るような、あるロケーションにおいて資産のモーター部分からの熱が識別されるときなど、資産を識別することを支援することができる。熱イメージングはまた、ポンプのモーター部分、またはポンプによって駆動されるシャフトの軸受などの、熱特性に基づいて資産の部分を識別することができる。資産の熱イメージングは、動作状態、スタンバイ状態、過渡状態、定常状態、または経時的に変化する状態などの、資産の現在の状態、および資産または資産の一部分が正常に動作しているのかそれとも異常に動作しているのかを決定するために使用されてよい。モーターもしくは他の電気機器によって発生する熱および/または供給在庫もしくは出荷在庫によって発生する熱、あるいは供給在庫が出荷在庫に変換されるときの資産内の吸熱反応または発熱反応、監視している機器の動作、動作状態への遷移を準備するために使用される加熱器/冷却器部分の温度特性などを検出するようなスタンバイ状態などの、アクティブに動作しておりそれらの動作を示す熱画像を生成しているときなどの資産の熱イメージングによって、資産の状態が決定されてよい。
【０００８】
迅速かつ正確に資産をイメージングできることは、しばしば、画像をキャプチャするのに利用可能な時間、イメージングデバイスの変動、およびイメージングデバイスの使用の変動に起因して困難である。さらに、通常は膨大な量の異なるタイプおよび個数の資産が工業プラントの中にあり、資産のどのエリア/領域の画像を監視(たとえば、温度監視)および/または他の目的のために撮るべきであるのかを人間が識別することは、極めて困難/不可能である場合がある。資産は、その資産に対して1つのロケーションからイメージングされてよく、その後、別のロケーションからイメージングされてよい。たとえば、後続の画像は、イメージングロケーション、イメージングデバイスの高さ、ズーム設定、角度、回転、振動などに関して変わることがある。熱イメージングは、資産の動作(たとえば、資産における負荷、継続中の動作に対する最近のスタートアップ、供給在庫属性など)に起因する変動を示すことがある。その結果、経時的に撮られる画像が変動し、異常な挙動を識別するための画像の分析を複雑にする。
【０００９】
これらおよび他のニーズは、本発明の様々な実施形態および構成によって対処される。本発明は、特定の構成に応じていくつかの利点を提供することができる。これらおよび他の利点は、本明細書の中に含まれる本発明の本開示から明らかとなる。
【００１０】
一実施形態では、温度計算の確度を改善するとともにイメージングにおける差異(たとえば、角度、回転)を考慮に入れるために、コンピュータビジョンアルゴリズム、ディープラーニングニューラルネットワーク、および機械学習モデルが使用される。資産を識別しかつ/または資産の動作属性を識別するための自動化された画像処理、および現在の動作を継続すること、保守をスケジュールすること、または緊急の動作(たとえば、シャットダウン)を実行することなどの、資産の後続の動作を可能にするために、訓練されたニューラルネットワークが提供される。
（【００１１】以降は省略されています）

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