JP7612559B2

JP7612559B2 - 更新盤設計支援システム

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Publication number: JP7612559B2
Application number: JP2021198546A
Authority: JP
Inventors: 正則上田
Original assignee: TMEIC Corp
Current assignee: TMEIC Corp
Priority date: 2021-12-07
Filing date: 2021-12-07
Publication date: 2025-01-14
Anticipated expiration: 2041-12-07
Also published as: JP2023084389A

Description

本発明の実施形態は、プラント更新エンジニアリング時における更新盤設計支援システムに関する。

すでに稼働しているプラントでは、設備を入れ替えたり、新たな設備を導入したりすることがある。このようなプラント更新エンジニアリング業務では、そのプラントの最新の展開接続図を入手する。最新の展開接続図といっても、そのときどきに応じて、図面に反映することなく、修正や変更等が行われいることが多い。そのため、実際の現場に設置されている盤の状況を調査して、展開接続図をアップデートすることが必要である。

従来、現地調査にて既設盤内の機器の寸法をメジャーを用いて測定したり、大量の写真撮影を行ったりして、これらのデータを持ち帰って、展開接続図をアップデートし、アップデートされた展開接続図にもとづいて、更新設計を紙面上で実施している。

そのため、現地調査者のノウハウによっては、測定漏れや撮影漏れが発生することがあり、再度の現地調査を行う必要が生じる。更新設計の最終段階で必要な情報が不足していることが判明すると、再設計が必要となる場合があり、更新設計の生産性が著しく低下してしまう。

たとえば、特許文献１には、制御盤の設計を３次元モデル（３Ｄ構造図）で行うことが記載されている。現在では、このような３Ｄ構造図は一般的に容易に準備ができるようになり、その利用が進められている。３Ｄ構造図には、展開接続図のための電気回路情報のほか、盤やユニット等の寸法に関する情報も関連付けてデータベースすることができ、更新盤の設計作業に利用すれば生産性を向上させることが見込まれる。

特開平６-３１４３１８号公報

本発明の実施形態は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、既設盤のアップデート作業および更新盤設計業務を効率化する更新盤設計支援システムを得ることを目的とする。

本発明の実施形態は、プラントに設置されている既設盤の全体を含む第１画像データを取得する画像データ取得手段と、前記画像データ取得手段の第１位置情報および第１角度情報を検出する位置角度情報検出手段と、前記既設盤の全体を表す第１の３次元構造図および前記既設盤を構成するユニットに対応する第２の３次元構造図を含む第１データベース記憶手段と、前記第１画像データの特徴量にもとづいて、前記第１データベース手段から前記第１の３次元構造図を検索して抽出する処理装置と、を備える。前記画像データ取得手段は、前記第１画像データを取得後に、前記既設盤の一部分を撮影して取得される第２画像データを取得する。前記位置角度情報検出手段は、前記第２画像データを取得したときの前記画像データ取得手段の第２位置情報および第２角度情報を検出する。前記処理装置は、前記第２画像データにもとづいて、前記第１データベース手段から前記第２の３次元構造図を検索して抽出し、前記画像データ取得手段と前記既設盤との間の距離、前記第１位置情報、前記第１角度情報、前記第２位置情報および前記第２角度情報にもとづいて、前記第２の３次元構造図を前記第１の３次元構造図に関連付けする。

本実施形態では、既設盤のアップデート作業および更新盤設計業務を効率化する更新盤設計支援システムが実現される。

実施形態に係る更新盤設計支援システムを例示する模式的なブロック図である。図２（ａ）および図２（ｂ）は、実施形態の更新盤設計支援システムの一部を例示する模式図である。実施形態の更新盤設計支援システムの動作を説明するための模式図である。図４（ａ）および図４（ｂ）は、実施形態の更新盤設計支援システムの動作を説明するための模式図である。図５（ａ）および図５（ｂ）は、実施形態の更新盤設計支援システムの動作を説明するための模式図である。図６（ａ）および図６（ｂ）は、実施形態の更新盤設計支援システムの動作を説明するための模式図である。図７（ａ）および図７（ｂ）は、実施形態の更新盤設計支援システムの動作を説明するための模式図である。図８（ａ）および図８（ｂ）は、実施形態の更新盤設計支援システムの動作を説明するための模式図である。実施形態の更新盤設計支援システムの動作を説明するためのフローチャートの例である。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施形態について説明する。
なお、図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚みと幅との関係、部分間の大きさの比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。また、同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比率が異なって表される場合もある。
なお、本願明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には、同一の符号を付して詳細な説明を適宜省略する。

図１は、実施形態に係る更新盤設計支援システムを例示する模式的なブロック図である。
図１に示すように、更新盤設計支援システム１００は、カメラ（画像データ取得手段）１３と、ジャイロセンサ（位置角度情報検出手段）１４と、処理装置２と、を備える。カメラ１３およびジャイロセンサ１４は、処理装置２と通信可能に接続されている。この例では、カメラ１３およびジャイロセンサ１４は、通信装置１１に通信可能に接続され、処理装置２は、通信装置１０に通信可能に接続される。通信装置１０，１１は、互いに通信回線で通信可能に接続される。カメラ１３およびジャイロセンサ１４は、処理装置２と通信可能に接続することができれば、通信接続の経路はこれに限らない。

カメラ１３およびジャイロセンサ１４は、たとえば一体に構成された携帯端末である。この携帯端末は、撮影した画像を表示でき、また、処理装置２が送信する情報を表示できる表示部を有することが好ましい。カメラ１３およびジャイロセンサ１４が一体とされた携帯端末を以下では、カメラ１３等ということがある。ジャイロセンサ１４は、位置検出機能を有している。カメラ１３等は、このようなジャイロセンサ１４と一体とされているので、ジャイロセンサ１４は、カメラ１３の位置や角度の情報を収集することができる。カメラ１３等は、ジャイロセンサ１４によって取得されたカメラ１３の位置や角度の情報をカメラ１３によって取得した画像データとともに、通信装置１１に送信する。

処理装置２は、通信装置１０に通信可能に接続されており、通信装置１１，１０を経由して送信されてくるカメラ１３等の画像データ、カメラ１３等の位置およびその角度の情報を受信する。処理装置２には、キーボードやマウス等の入力装置８が接続されており、通信装置１０からの情報および入力装置８からの入力情報にもとづいて、所定の処理を実行し、所望の出力を、たとえば処理装置２に接続された表示装置１に出力する。

処理装置２の構成例について説明する。処理装置２は、演算処理部４および画像処理部３を有している。演算処理部４は、入力された情報にもとづいて所定の処理を実行する。所定の処理は、たとえば、図示しない記憶装置に格納されたプログラムにしたがって実行される画像認識機能等である。画像処理部３は、演算処理部４によって演算された結果にもとづいて、たとえば入力装置８から入力された情報にしたがって、所望の表示出力を得るための画像処理を実行する。

処理装置２は、さらに３Ｄ構造図ＣＡＤ処理部６、既設盤３Ｄ構造図ライブラリ５および更新盤３Ｄ構造図ライブラリ７を有している。３Ｄ構造図ＣＡＤ処理部６は、既設盤３Ｄ構造図ライブラリ５および更新盤３Ｄ構造図ライブラリ７にアクセスして、３Ｄ構造図ＣＡＤ処理部６を用いることによって、それぞれの３Ｄ構造図の作成、編集および削除等を行う。また、処理装置２は、演算処理部４、画像処理部３および３Ｄ構造図ＣＡＤ処理部６によって、３Ｄ構造図ライブラリに格納された３Ｄ構造図を用いて、更新盤の設計作業を行う。なお、３Ｄ構造図とは、３次元（３Ｄ）ＣＡＤで作成され、３ＤＣＡＤに対応するソフトウェアで用いることができる構造図データであり、以下で説明するように、各部の寸法のほか、電気的な接続情報等に関連付けを行うことが可能である。

処理装置２は、たとえば、演算処理装置によって動作する情報処理装置であり、コンピュータ端末やサーバ等である。通信装置１０，１１は、たとえば、無線通信用のアクセスポイント等である。

現地調査員１２は、カメラ１３等を携帯して既設盤１５が設置されている現場へ出かけていき、既設盤１５を撮影する。撮影された既設盤１５の画像データは、カメラ１３等の位置および角度の情報とともに、通信装置１１，１０を介して、処理装置２に送信される。処理装置２は、受信した画像データ、カメラ１３等の位置およびその角度の情報にもとづいて、既設盤１５および既設盤１５に搭載されているユニット１７等に対応する３Ｄ構造図を既設盤３Ｄ構造図ライブラリ５から検索する。

処理装置２は、既設盤１５の画像データ、カメラ１３等の位置およびその角度の情報にもとづいて、既設盤１５に対応する３Ｄ構造図の情報をアップデートする。３Ｄ構造図の情報をアップデートするとは、当初の既設盤に対応する３Ｄ構造図を、現地に設置されている既設盤１５の画像データ等にもとづいて、実際に搭載されているユニット等の情報を修正し、修正した内容で最新の既設盤１５に対応する３Ｄ構造図とすることである。

図２（ａ）および図２（ｂ）は、実施形態の更新盤設計支援システムの一部を例示する模式図である。
図２（ａ）および図２（ｂ）には、既設盤３Ｄ構造図ライブラリ５および更新盤３Ｄ構造図ライブラリ７に格納される３Ｄ構造図データベース５０，７０の例が示されている。
図２（ａ）に示すように、既設盤３Ｄ構造図ライブラリ５に格納される３Ｄ構造図データベース５０には、盤全体の３Ｄ構造図１５０が含まれる。また、更新盤３Ｄ構造図ライブラリ７に格納される３Ｄ構造図データベース７０には、盤全体の３Ｄ構造図１５０ａが含まれる。盤全体の３Ｄ構造図１５０，１５０ａは、盤名称に関連付けられており、盤名称には、盤全体の寸法に関する情報や、収納されている装置等に関する情報が関連付けられている。盤名称に関連付けられる情報は、その盤の設置場所に関する情報や製造番号等、その盤を特定するための様々な情報を含んでもよい。

図２（ｂ）に示すように、既設盤３Ｄ構造図ライブラリ５の３Ｄ構造図データベース５０には、盤に収納されているユニットの３Ｄ構造図１７０が格納されている。また、更新盤３Ｄ構造図ライブラリ７の３Ｄ構造図データベース７０には、盤に収納される新たなユニットの３Ｄ構造図１７０ａが格納されている。この例では、３Ｄ構造図１７０ａのデータとして、ユニットの３Ｄ構造図が示されているが、既設盤３Ｄ構造図ライブラリ５および更新盤３Ｄ構造図ライブラリ７には、既設盤に収納されているすべての装置や機器および更新盤に収納されるすべての装置や機器の３Ｄ構造図があらかじめ格納されている。

いずれの３Ｄ構造図ライブラリに格納されているユニットの３Ｄ構造図は、ユニットの名称やユニット番号に関連付けられており、ユニット番号には、ユニットの寸法情報のほか、搭載されているＩ／Ｏモジュールの情報やＩ／Ｏモジュールの接続情報等も関連付けられている。

既設盤３Ｄ構造図ライブラリ５には、設計時または最新の更新エンジニアリング時のデータでデータベースが構築されているが、上述したとおり、現場の既設盤の実際の構成と相違点がある場合がある。当該の更新エンジニアリング時の現地調査では、現地の既設盤の構成上の相違を含めて、実際の既設盤の構成を調査し、既設盤３Ｄ構造図ライブラリ５の３Ｄ構造図データベース５０は最新状態にアップデートされる。

更新盤の設計業務では、最新状態にアップデートされた３Ｄ構造図データベースおよび更新されるべき仕様にもとづいて、更新盤の設計作業を行う。更新盤の設計作業が完了した場合には、処理装置２は、設計作業完了後の３Ｄ構造図データベースを既設盤の３Ｄ構造図データベースに置き換える。

実施形態の更新盤設計支援システム１００の動作について説明する。
図３は、実施形態の更新盤設計支援システムの動作を説明するための模式図である。
図３には、現地調査すべき既設盤１５とカメラ１３等が示されている。既設盤１５には、既設盤を識別する盤名称がプレート１６に記載されており、この例では、「Ｐ１１０２－Ｐ５」とされている。既設盤１５には、ユニット１７が設けられている。なお、ユニット１７の名称は、プレート等に表記される場合もあるが、一般には、ユニット名称は表記されていない。

調査員は、このような既設盤１５の全体を撮影し、撮影した既設盤１５の画像データにおける位置を特定するために、初期操作として、カメラ１３等と既設盤１５との間の距離を測定する。カメラ１３等と既設盤１５との間の距離は、３点測量の原理により測定される。

たとえば、調査員は、ほぼ水平にカメラ１３等を保持して既設盤１５の全体を撮影し、その後、同じ位置で、カメラ１３等を下方に傾けて既設盤の下端の設置部を撮影する。このときのカメラ１３等の保持高さおよびカメラ１３等の角度により、カメラ１３等と既設盤１５との間の距離が求められる。カメラ１３等は、測定したデータを処理装置２に送信する。処理装置２では、カメラ１３等から受信した高さおよび角度の情報から、カメラ１３等と既設盤１５との間の距離を計算する。カメラ１３等と既設盤１５との間の距離は、カメラ１３等で計算して結果を処理装置２に送信するようにしてもよい。また、カメラ１３等と既設盤１５との間の距離を測定した後に、既設盤１５の全体を撮影するようにしてもよい。なお、カメラ１３等と既設盤１５との間の距離は、これに限らず、ジャイロセンサ１４の位置検出機能により、既設盤１５の位置を検出して、より直接的に測定するようにしてもよいし、別にメジャーを用いて、カメラ１３等と既設盤１５との間の距離を測定してももちろんよい。その場合には、測定した距離を処理装置２に手動等で入力する必要がある。

カメラ１３等は、既設盤１５の全体を撮影した画像データ（第１の画像データ）とともに、カメラ１３等の位置情報（第１位置情報）および角度情報（第１角度情報）を処理装置２に送信する。

図４（ａ）および図４（ｂ）は、実施形態の更新盤設計支援システムの動作を説明するための模式図である。
図４（ａ）には、カメラ１３等で撮影した画像データＤＩの例が示されている。
図４（ａ）に示すように、画像データ（第１画像データ）ＤＩは、既設盤１５のプレートに表記された盤名称「Ｐ１１０２－Ｐ５」を含んでいる。また、画像データＤＩは、既設盤１５の全景を含んでいる。既設盤１５の３Ｄ構造図は、筐体等の寸法に関する情報を含んでいるので、画像データＤＩ中に基準となる位置を設定して既設盤１５を撮影することによって、各部の位置を特定することができる。この例では、プレートの位置が既設盤の基準位置に設定される。

カメラ１３等は、画像データＤＩを処理装置２に送信する。処理装置２は、演算処理部４によって実装された画像認識機能、たとえば画像認識プログラムによって、盤名称「Ｐ１１０２－Ｐ５」を既設盤の画像データの特徴量と認識し、既設盤を特定する。

図４（ｂ）に示すように、処理装置２は、既設盤３Ｄ構造図ライブラリ５の３Ｄ構造図データベース５０を検索し、盤名称「Ｐ１１０２－Ｐ５」に関連付けられている３Ｄ構造図（第１の３次元構造図）１５０を抽出する。処理装置２は、抽出した３Ｄ構造図１５０を操作者の操作にしたがって、表示装置１によって表示することができる。また、好ましくは、現場の調査員は、カメラ１３等を操作することによって、処理装置２によって抽出された３Ｄ構造図１５０をカメラ１３等に表示させることができる。なお、上述では、既設盤を特定するのに、盤名称を記載したプレートを利用したが、これに限るものではない。たとえば、盤の筐体の形状に特徴がある場合には、画像データと３Ｄ構造図とを直接比較して所望の３Ｄ構造図を抽出するようにしてもよい。その場合には、処理装置２は、既設盤および３Ｄ構造図の特定の箇所を基準位置とするように設定される。

図５（ａ）および図５（ｂ）は、実施形態の更新盤設計支援システムの動作を説明するための模式図である。
図５（ａ）に示すように、既設盤の画像データＤＩには、複数のユニットが収納されている。画像データＤＩの部分Ａ～Ｄは、盤に収納されている４台のユニットを示している。この例では、プレート位置を基準位置としたときに、画像データＤＩの部分Ａ～Ｄは、プレート位置の下方にこの順に配置されている。

図５（ｂ）に示すように、現場の調査員は、画像データＤＩの基準位置となるプレートを含むように既設盤の全体を撮影した後、既設盤に収納されたユニットを撮影する。調査員は、プレートにフォーカスした状態から、下方にカメラ１３等を傾けて、部分Ｃにフォーカスするように対象を撮影する。カメラ１３等は、撮影された画像データ（第２画像データ）ＤＩＣを、カメラ１３等の位置情報（第２位置情報）および角度情報（第２角度情報）とともに処理装置２に送信する。

処理装置２は、演算処理部４の画像認識機能によって、画像データＤＩＣの特徴量を抽出し、既設盤３Ｄ構造図ライブラリ５の３Ｄ構造図データベースを検索して、抽出した特徴量に一致する３Ｄ構造図１７０を抽出する。

処理装置２は、画像データＤＩＣにより特定された３Ｄ構造図を既設盤に対応する３Ｄ構造図に関連付ける。関連付けに際しては、カメラ１３等と既設盤１５との間の距離、画像データＤＩＣとともに受信したカメラ１３等の位置情報および角度情報にもとづいて、既設盤における配置位置の情報も関連付けられる。

続いて、現場の調査員は、カメラ１３等をさらに下方に傾けて、部分Ｄにフォーカスするように撮影する。カメラ１３等は、撮影された画像データＤＩＤを、カメラ１３等の位置情報および角度情報とともに処理装置２に送信する。処理装置２は、画像データＤＩＣの場合と同様に、画像データＤＩＤの特徴量に一致する３Ｄ構造図を検索して抽出する。部分Ａ，Ｂについても同様に、カメラ１３等による撮影により、画像データ、カメラ１３等の位置情報および角度情報を取得して、処理装置２は、これらにもとづいて、対応するユニットの３Ｄ構造図を検索して抽出する。

この例では、既設盤１５に対応する３Ｄ構造図１５０には、あらかじめ既設盤１５に収納されているユニット１７に対応する３Ｄ構造図１７０が関連付けられている。これらの３Ｄ構造図およびその関連付けは、画像データＤＩＣ，ＤＩＤ等によって特定されたユニットの３Ｄ構造図によって、更新される。

図６（ａ）および図６（ｂ）は、実施形態の更新盤設計支援システムの動作を説明するための模式図である。
実施形態の更新盤設計支援システム１００では、既設盤１５に収納されたユニットに搭載されたモジュール等も３Ｄ構造図に登録され、既設盤および更新盤にその情報が関連付けられている。そのため、ユニットに搭載されるモジュールも、撮影により３Ｄ構造図の特定が可能である。

図６（ａ）に示すように、既設盤の画像データＤＩの部分Ｄに対応する画像データＤＩＤについて、現地の調査員は、カメラ１３等を、この例では、左から右に角度を変えて順に撮影する。たとえば、最初に、いちばん左のモジュールにフォーカスするようにカメラ１３等を向けて画像データＤＩＤ１を取得する。カメラ１３等は、取得した画像データＤＩＤ１、カメラ１３等の位置情報および角度情報を処理装置２に送信する。処理装置２は、画像データＤＩＤ１を画像認識して、画像データＤＩＤ１の特徴量に一致する３Ｄ構造図１７１を検索し、抽出する。

現場の調査員は、カメラ１３等をさらに右に向けて、画像データＤＩＤ２を取得する。取得された画像データＤＩＤ２は、上述と同様にして、処理装置２によって画像認識され、３Ｄ構造図１７２が検索され、抽出される。

抽出された３Ｄ構造図は、カメラ１３等と既設盤１５との間の距離、カメラ１３等の位置情報および角度情報にもとづいて、配置された位置が特定された上で、既設盤の３Ｄ構造図に関連付けられる。３Ｄ構造図の関連付けは、既設盤－ユニット－モジュールのように階層的に行うようにしてもよい。

ユニットに搭載されるモジュールの３Ｄ構造図を抽出した後に、処理装置２は、そのモジュールの配線番号を画像認識して、そのモジュールの３Ｄ構造図１７１，１７２に配線に関する情報を関連付けるようにしてもよい。

図７（ａ）および図７（ｂ）は、実施形態の更新盤設計支援システムの動作を説明するための模式図である。
図７（ａ）および図７（ｂ）に示すように、既設盤３Ｄ構造図ライブラリ５では、３Ｄ構造図データベース５０は、３Ｄ構造図データベース５０ａにアップデートされる。盤に収納されているユニットは、画像データにより３Ｄ構造図が抽出され、カメラ１３等の位置情報および角度情報により、既設盤内での配置位置が特定されている。

画像データＤＩの部分Ａに対応するユニットは、アップデートされた３Ｄ構造図５０ａでは、ユニットＡ’とされ、盤の最上段に収納されている。部分Ｂに対応するユニットは、アップデートされた３Ｄ構造図５０ａでは、ユニットＢ’とされ、盤の上から２段目に収納されている。部分Ｃに対応するユニットは、アップデートされた３Ｄ構造図５０ａでは、ユニット１７０ａとされ、盤の上から３段目に収納されている。部分Ｄに対応するユニットは、アップデートされた３Ｄ構造図５０ａでは、ユニット１７０ｂとされ、盤の最下段に収納されている。

実施形態の更新盤設計支援システム１００では、既設盤３Ｄ構造図ライブラリ５の３Ｄ構造図データベース５０では、本来最新の情報にもとづくデータが格納されているが、更新エンジニアリングの場合、データベースに反映されない変更が現場の既設盤で行われていることがある。この例では、最上段および上から２段目のユニットが、３Ｄ構造図データベースには、存在しないＡ社製品およびＢ社製品に置き換えられている。また、最下段のユニット１７０ｂでは、Ｘ番目のモジュールが変更されている。

このような、３Ｄ構造図データベースに反映されない変更が行われた場合には、変更されたユニット等の３Ｄ構造図が３Ｄ構造図データベース中に存在しないことがある。その場合には、実施形態の更新盤設計支援システム１００では、３Ｄ構造図データベースには、存在しないユニットやモジュール等のために、ダミーユニットやダミーモジュールが登録されており、部分Ａ，Ｂに対応するユニットＡ’，Ｂ’には、ダミーユニットが関連付けられ、ユニット１７０ｂのＸ番目のモジュールには、ダミーモジュールが関連付けられる。

ダミーユニットやダミーモジュールは、何個でも収納でき、更新盤の設計作業において、必要な情報、たとえば、寸法に関する情報やユニットの機能に関する情報、接続される配線の情報が入力装置８等により入力される。

このようにして、現地調査結果を考慮した最新の既設盤の３Ｄ構造図５０ａが、既設盤３Ｄ構造図ライブラリ５の３Ｄ構造図データベースに格納される。

図８（ａ）および図８（ｂ）は、実施形態の更新盤設計支援システムの動作を説明するための模式図である。
更新盤の設計作業は、図８（ａ）に示す現地調査結果が考慮された最新の既設盤の３Ｄ構造図５０ａにもとづいて、行われる。
処理装置２の操作者（更新盤の設計者）は、たとえば既設盤３構造図ライブラリ５から最新の既設盤の３Ｄ構造図５０ａを読み出して、更新盤の設計仕様にしたがって、図８（ｂ）に示す各ユニットＡ’’～Ｄ’’を設計する。このように、実施形態の更新盤設計支援システム１００では、最新の既設盤の３Ｄ構造図にもとづいて、更新盤の設計を行うことができるので、設計作業を効率化し、生産性を向上させることができる。

図９は、実施形態の更新盤設計支援システムの動作を説明するためのフローチャートの例である。
以下では、実施形態の更新盤設計支援システム１００の一連の動作についてフローチャートを用いて説明する。
図９に示すように、ステップＳ１において、調査員は、カメラ１３等を用いて、現場に設置された既設盤１５を撮影する。最初の既設盤１５の撮影では、基準位置となるプレートを含み、既設盤１５の全景が入るように撮影される。撮影された画像データＤＩ、カメラ１３等の位置情報および角度情報は、処理装置２に送信される。

ステップＳ２において、処理装置２は、画像データＤＩに含まれる盤名称を画像認識により判別し、対応する既設盤を特定する。処理装置２は、盤名称が記載されたプレートを基準位置に設定する。

ステップＳ３において、処理装置２は、既設盤３Ｄ構造図ライブラリ５の３Ｄ構造図データベースを検索して、特定された既設盤に対応する３Ｄ構造図を抽出する。処理装置２は、抽出した既設盤に対応する３Ｄ構造図を表示装置１に表示可能とし、カメラ１３等でも表示を可能にする。

ステップＳ４において、調査員は、カメラ１３等を移動や傾斜等させ、既設盤１５内のユニットにフォーカスして撮影する。撮影された画像データ、カメラ１３等の位置情報および角度情報は、処理装置２に送信される。

ステップＳ５において、処理装置２は、基準位置、画像データ、カメラ１３等の位置情報および角度情報にもとづいて、撮影されたユニットを特定する。

ステップＳ６において、処理装置２は、既設盤３Ｄ構造図ライブラリ５の３Ｄ構造図データベースを検索する。

ステップＳ７において、処理装置２は、特定されたユニットに対応する３Ｄ構造図の有無を判断する。

ステップＳ７で特定されたユニットに対応する３Ｄ構造図が存在する場合には、ステップＳ９において、処理装置２は、その３Ｄ構造図を抽出し、既設盤に対応する３Ｄ構造図に関連付けてデータベースに登録する。

ステップＳ７で特定されたユニットに対応する３Ｄ構造図が存在しない場合には、ステップＳ８において、処理装置２は、ダミーユニットを抽出し、既設盤に対応する３Ｄ構造図に関連付けてデータベースに登録する。

更新盤設計支援システム１００では、上述のステップＳ４からステップＳ９までの処理を既設盤に収納されるユニットの数に応じて繰り返す。ユニットに搭載されたモジュールが複数ある場合には、ステップＳ４からステップＳ９までの処理をモジュールの数に応じて繰り返す。

このようにして、実施形態の更新盤設計支援システム１００は、現地の既設盤の構成を考慮して、既設盤に対応する３Ｄ構造図をアップデートすることができる。

上述では、処理装置２は、プレートを基準位置にする場合について説明したが、プレートを基準とする場合には、既設盤１５の他の点をカメラ１３等で撮影し、基準位置と他の点とのなす角度がジャイロセンサ１４によって計測することによって、３点測量の原理により、カメラ１３等と既設盤１５との間の距離が求められる。この場合には、カメラ１３等の高さが調査員の身長等にあらかじめ設定される。この原理によれば、基準位置は、プレートに限らず、他の箇所としてもよい。たとえば、盤の筐体の上端角および下端角の撮影角度により、カメラ１３等と既設盤１５との間の距離を求めて、盤内の任意の箇所をジャイロセンサ１４が検出する角度により求めるようにすることができる。

実施形態の更新盤設計支援システム１００の効果について説明する。
実施形態の更新盤設計支援システム１００では、カメラ１３およびジャイロセンサ１４を備えており、処理装置２は、カメラ１３等が取得した既設盤１５の画像データＤＩ、カメラ１３等の位置情報および角度情報を受信する。処理装置２は、画像認識機能により、画像データＤＩに含まれる既設盤を特定する情報を判定する。処理装置２は、あらかじめ既設盤に対応する３Ｄ構造図を有しており、既設盤を特定する情報に関連付けられている。そのため、更新盤設計支援システム１００は、既設盤１５の画像データＤＩにもとづいて、その既設盤１５を特定して、あらかじめ設定された対応する３Ｄ構造図を抽出することができる。

実施形態の更新盤設計支援システム１００は、ジャイロセンサ１４を備えているので、カメラ１３等の角度情報を取得することができる。処理装置２は、カメラ１３等の角度情報を画像データとともに取得するので、これらにもとづいて、既設盤内に収納されたユニットやモジュール等の配置箇所を特定し、処理装置２の画像認識機能により、そのユニットやモジュールに対応する３Ｄ構造図を検索して抽出することができる。

処理装置２の画像認識機能は、画像データの文字に関する情報も認識して、判定することができる。そのため、更新盤設計支援システム１００は、ユニットやモジュール等に接続された配線情報も合わせて取得し、ユニットやモジュール等に関連付けて、データベースに格納することができる。

このようにして、実施形態の更新盤設計支援システム１００は、現地の既設盤の構成内容を逐次、リアルタイムに収集して、既設盤の３Ｄ構造図に反映させることができる。そのため、展開接続図のアップデート作業を効率化し、更新盤設計業務を効率化が可能になる。

更新盤設計により作成された３Ｄ構造図は、電気的な接続情報のほか、３次元の形状情報を含んでいるので、拡張現実（ＡＲ）用の要素として利用することができる。

以上説明した実施形態によれば、既設盤のアップデート作業および更新盤設計業務を効率化する更新盤設計支援システムを実現することができる。

以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明およびその等価物の範囲に含まれる。また、前述の各実施形態は、相互に組み合わせて実施することができる。

１表示装置、２処理装置、３画像処理部、４演算処理部、５既設盤３Ｄ構造図ライブラリ、６３Ｄ構造図ＣＡＤ処理部、７更新盤３Ｄ構造図ライブラリ、８入力装置、１３カメラ、１４ジャイロセンサ、１５既設盤、１６プレート、１７ユニット、５０，７０３Ｄ構造図データベース、１００更新盤設計支援システム

Claims

プラントに設置されている既設盤の全体を含む第１画像データを取得する画像データ取得手段と、
前記画像データ取得手段の第１位置情報および第１角度情報を検出する位置角度情報検出手段と、
前記既設盤の全体を表す第１の３次元構造図および前記既設盤を構成するユニットに対応する第２の３次元構造図を含む第１データベース記憶手段と、
前記第１画像データの特徴量にもとづいて、前記第１データベース記憶手段から前記第１の３次元構造図を検索して抽出する処理装置と、
を備え、
前記画像データ取得手段は、前記第１画像データを取得後に、前記既設盤の一部分を撮影して取得される第２画像データを取得し、
前記位置角度情報検出手段は、前記第２画像データを取得したときの前記画像データ取得手段の第２位置情報および第２角度情報を検出し、
前記処理装置は、前記第２画像データにもとづいて、前記第１データベース記憶手段から前記第２の３次元構造図を検索して抽出し、前記画像データ取得手段と前記既設盤との間の距離、前記第１位置情報、前記第１角度情報、前記第２位置情報および前記第２角度情報にもとづいて、前記第２の３次元構造図を前記第１の３次元構造図に関連付けする更新盤設計支援システム。
前記第１画像データは、前記既設盤の文字名称が記載されたプレートの画像の部分を含み、
前記第１画像データの特徴量は、前記プレートの画像の部分の文字であり、
前記第１データベース記憶手段では、前記第１の３次元構造図は、前記既設盤の名称に関連付けられ、
前記処理装置は、画像認識機能を有しており、前記画像認識機能により、前記プレートの画像の部分から前記盤の名称を識別して認識する請求項１記載の更新盤設計支援システム。
前記処理装置は、前記第２画像データの特徴量にもとづいて、前記第２の３次元構造図を検索し、抽出する請求項２記載の更新盤設計支援システム。
前記画像データ取得手段は、前記第１画像データを取得後に、前記既設盤の一部分を撮影して取得される第３画像データを取得し、
前記位置角度情報検出手段は、前記第３画像データを取得したときの前記画像データ取得手段の第３位置情報および第３角度情報を検出し、
前記処理装置は、前記第１データベース記憶手段を検索しても第３画像データの特徴量に一致するデータを発見しない場合には、前記画像データ取得手段と前記既設盤との間の距離、前記第１位置情報、前記第１角度情報、前記第３位置情報および前記第３角度情報にもとづいて、ダミーの第３の３次元構造図を前記第１の３次元構造図に関連付けする請求項３記載の更新盤設計支援システム。