JP7782316B2 - Water immersion inspection device, water immersion inspection method and program - Google Patents
Water immersion inspection device, water immersion inspection method and programInfo
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Description
本発明は、浸水検査装置、浸水検査装置の検査方法およびプログラムに関する。 The present invention relates to a water immersion inspection device, an inspection method for the water immersion inspection device, and a program.
配電系統には様々な配電設備が設けられている。例えば、変電所から各需要家までの電力供給経路を切り替えたり、工事区間を停電させたりするために、配電線路を気中で接続又は遮断する気中開閉器(例えば高圧気中開閉器)が施設されている。 A variety of distribution equipment is installed in power distribution systems. For example, air switchgears (e.g., high-voltage air switchgears) are installed to connect or disconnect distribution lines in the air in order to switch the power supply route from the substation to each consumer or to shut down construction areas.
気中開閉器は、金属製の筐体の内部に充電部等の電気部品が収容されているが、雨水などが筐体の内部に侵入すると充電部が短絡する虞がある。 Air contactors house electrical components such as live parts inside a metal housing, but if rainwater or other liquids get inside the housing, there is a risk that the live parts may short-circuit.
そのため、気中開閉器の筐体の内部の浸水を点検するための装置が開発されている(例えば特許文献1を参照)。 For this reason, a device has been developed to check for water intrusion inside the housing of an air switchgear (see, for example, Patent Document 1).
特許文献1に記載されている装置は、ヒータ及び温度センサが露出している面を気中開閉器の筐体の底面に当接させた状態で、筐体の底面をヒータで加熱したときの底面の温度を温度センサで検出し、熱伝導率の原理を利用して温度検出結果から筐体内部の浸水の有無を判定する。 The device described in Patent Document 1 places the exposed surface of the heater and temperature sensor in contact with the bottom surface of the housing of the air contactor, and when the bottom surface of the housing is heated by the heater, the temperature sensor detects the temperature of the bottom surface. Using the principle of thermal conductivity, the device determines whether or not water has entered the housing from the temperature detection results.
ところが、このような装置を気中開閉器の筐体の底面に当接させるためには、高所作業車を使って作業をしなければならない。 However, in order to abut such a device against the bottom surface of the air contactor housing, an aerial work platform must be used.
そのため、地上から気中開閉器にレーザーを照射して筐体の温度を非接触で上昇させると共に、筐体の温度を地上から非接触に計測することで、気中開閉器の浸水の検査を行うようにした装置が開発されている。 For this reason, a device has been developed that can inspect air-surface switchgear for water intrusion by irradiating the switchgear with a laser from the ground to raise the temperature of the casing without contact, and then measuring the temperature of the casing without contact from the ground.
しかしながら、この場合、レーザー照射器を気中開閉器の底面に向けてからレーザーを出射することが必要であるが、レーザー照射器を正しく気中開閉器の底面の方向に向けるためには、様々な装置の位置合わせを人手に依存せざるを得なかった。そのため、レーザー照射器から出射されたレーザーを、気中開閉器の底面ではなく、気中開閉器の周囲に設置されている配電設備(例えば、配電線路を構成する絶縁電線、配電線路の分岐接続部を絶縁防護する分岐スリーブカバー等)に照射してしまう虞がある。例えば、配電線路にレーザーが一定時間照射され続けると、配電線路の絶縁被覆がレーザーによる熱で溶けてしまい、また、樹脂製の分岐スリーブカバーにレーザーが一定時間照射され続けると、カバー自体がレーザーによる熱で溶けてしまい、いずれの場合も、電線事故につながる虞があった。 However, in this case, it is necessary to aim the laser irradiator at the bottom surface of the air switch before emitting the laser, and correctly aiming the laser irradiator toward the bottom surface of the air switch requires manual alignment of various devices. As a result, there is a risk that the laser emitted from the laser irradiator will be directed not at the bottom surface of the air switch, but at the power distribution equipment installed around the air switch (for example, the insulated wires that make up the distribution line, or the branch sleeve covers that provide insulating protection for the branch connections of the distribution line). For example, if a laser is continuously irradiated onto a distribution line for a certain period of time, the insulating coating of the distribution line will melt due to the heat from the laser. Also, if a laser is continuously irradiated onto a plastic branch sleeve cover for a certain period of time, the cover itself will melt due to the heat from the laser. In either case, there is a risk of an accident involving the power line.
本発明は、このような背景に鑑みてなされたものであり、柱上に設置された気中開閉器の周囲に設置されている配電設備にレーザー照射器からのレーザーが照射されることを防止する浸水検査装置、浸水検査装置の検査方法およびプログラムを提供することを目的とする。 The present invention was made in light of this background, and aims to provide a water ingress inspection device, an inspection method for the water ingress inspection device, and a program that prevent a laser from being emitted from a laser irradiator onto power distribution equipment installed around an air switch installed on a pole.
上記課題を解決するための手段の一つは、柱上に設置された気中開閉器の内部が浸水しているか否かを検査する浸水検査装置であって、前記気中開閉器の筐体の底面に対して、前記気中開閉器の内部が浸水しているか否かを検査するためのレーザーを照射するレーザー出力部と、前記レーザーの照射方向に沿う方向を撮影する撮影部と、過去に撮影された前記気中開閉器の複数の画像を用いて、前記複数の画像内に写っている前記気中開閉器の周囲の配電設備を特定するように作成された、学習モデルを記憶する学習モデル記憶部と、前記撮影部で新たに撮影された前記気中開閉器を含む画像を示すデータを前記学習モデルに入力し、前記周囲の配電設備を特定する特定部と、前記特定部の特定結果に基づいて、前記レーザーが前記周囲の配電設備に照射されることがないように、前記レーザー出力部による前記レーザーの出射を制御する制御部と、前記レーザーが前記底面に照射されているときの、前記底面の温度を検出する温度検出部と、前記底面の温度の検出結果に基づいて、前記気中開閉器の筐体の内部が浸水しているか否かを検査する検査部と、を備える。 One means for solving the above problem is a water ingress inspection device that inspects whether the inside of an air-emerged circuit breaker installed on a pole is flooded, and includes: a laser output unit that irradiates the bottom surface of the housing of the air-emerged circuit breaker with a laser to inspect whether the inside of the air-emerged circuit breaker is flooded; a photographing unit that photographs a direction along the direction of the laser irradiation; a learning model storage unit that stores a learning model created using multiple images of the air-emerged circuit breaker photographed in the past to identify the power distribution equipment around the air-emerged circuit breaker that appears in the multiple images; an identification unit that inputs data representing an image including the air-emerged circuit breaker newly photographed by the photographing unit into the learning model and identifies the surrounding power distribution equipment; a control unit that controls the emission of the laser by the laser output unit based on the identification results of the identification unit so that the laser is not irradiated onto the surrounding power distribution equipment; a temperature detection unit that detects the temperature of the bottom surface when the laser is irradiated on the bottom surface; and an inspection unit that inspects whether the inside of the housing of the air-emerged circuit breaker is flooded based on the detection results of the temperature of the bottom surface.
その他、本願が開示する課題、およびその解決方法は、発明を実施するための形態の欄、および図面により明らかにされる。 Furthermore, the problems disclosed in this application and the solutions thereto will be made clear in the detailed description and drawings.
本発明によれば、柱上に設置された気中開閉器の周囲に設置されている配電設備にレーザー照射器からのレーザーが照射されることを防止することが可能となる。 This invention makes it possible to prevent a laser from being emitted from a laser irradiator onto power distribution equipment installed around an air switch mounted on a pole.
本明細書および添付図面の記載により、少なくとも以下の事項が明らかとなる。以下、本発明をその一実施形態に即して添付図面を参照しつつ説明する。 At least the following points will become clear from the description in this specification and the accompanying drawings. Below, the present invention will be described in accordance with one embodiment with reference to the accompanying drawings.
===気中開閉器の浸水検査===
図1は、本実施形態に係る浸水検査装置500を用いて気中開閉器100の浸水を検査する際の様子を示す図である。
===Water Intrusion Inspection of Air Switches===
FIG. 1 is a diagram showing how an air contactor 100 is inspected for water ingress using a water ingress inspection device 500 according to this embodiment.
気中開閉器100は、配電線路210における電気の流れを変更したり、工事を行う停電区間を構築したりするために、配電線路210を気中で接続又は遮断する電力機器であり、電柱200の高位置(例えば地上から約10mの位置)に設置されている。気中開閉器100は例えば、配電線路210上における電力会社と需要家との責任分界点の位置を接続又は遮断することができるように設置される高圧気中開閉器である。 The air switch 100 is an electric power device that connects or disconnects the distribution line 210 in the air in order to change the flow of electricity in the distribution line 210 or to establish blackout sections for construction work, and is installed at a high position on the utility pole 200 (for example, approximately 10 m above ground level). The air switch 100 is a high-voltage air switch that is installed, for example, so that it can connect or disconnect the location of the demarcation point on the distribution line 210 between the electric power company and the consumer.
また、気中開閉器100は、上流側(変電所側)の配電線路210と、下流側(需要家側)の配電線路210と、を接続又は遮断するための充電部110を有している。この充電部110は、外部要因(風雨、湿気、紫外線等)の影響を受けて劣化することがないように、気中開閉器100を構成する筐体120の内部に密閉された状態で収容されている。 The air contactor 100 also has a charging unit 110 for connecting or disconnecting the upstream (substation side) distribution line 210 and the downstream (customer side) distribution line 210. This charging unit 110 is housed in a sealed state inside a housing 120 that constitutes the air contactor 100 to prevent deterioration due to external factors (wind, rain, moisture, ultraviolet rays, etc.).
しかし、筐体120内部の気密性を確保するために使用されているパッキン(不図示)は、様々な要因により経年劣化する。パッキンの劣化が一定以上に進むと、筐体120の気密性を確保することができなくなり、雨や湿気等が筐体120の内部に侵入してしまう。 However, the gasket (not shown) used to ensure airtightness inside the housing 120 deteriorates over time due to various factors. If the gasket deteriorates beyond a certain level, the housing 120 can no longer be kept airtight, allowing rain, moisture, and the like to penetrate into the interior of the housing 120.
そして、水が筐体120内の底部に溜まると、筐体120内に収容されている充電部110において短絡事故を引き起こす虞がある。そのため、気中開閉器100に対する定期的な点検が行われている。 If water accumulates at the bottom of the housing 120, it could cause a short circuit in the live part 110 housed inside the housing 120. For this reason, regular inspections of the air contactor 100 are carried out.
浸水検査装置500は、気中開閉器100の浸水を点検する際に用いられるコンピュータなどの情報処理装置を有して構成される装置であり、レーザー照射器300と検査装置400とが通信可能に接続されて構成される。 The water ingress inspection device 500 is a device comprising an information processing device such as a computer used when inspecting the air contactor 100 for water ingress, and is configured by connecting the laser irradiator 300 and the inspection device 400 so that they can communicate with each other.
レーザー照射器300は、出射口330から出射されるレーザーが筐体120の外側の底面130に照射されるように設置され、このレーザーによって筐体120の底面130の温度を非接触で上昇させる。 The laser irradiator 300 is installed so that the laser emitted from the emission port 330 is irradiated onto the outer bottom surface 130 of the housing 120, and this laser increases the temperature of the bottom surface 130 of the housing 120 without contact.
図7は、筐体120の底面130にレーザーを20Wで照射した際の、照射時間(横軸)と底面130の温度(縦軸)との関係を、筐体120の内部が浸水していない場合と一定量浸水している場合の双方について示す特性図である。尚、図7において、実線は筐体120の内部が浸水していない場合を示し、破線は筐体120の内部が一定量浸水している場合を示している。尚、このような特性図は、気中開閉器100の種類や外気温、レーザーの照射距離などによって変わるため、図7に示す特性図は一例である。 Figure 7 is a characteristics diagram showing the relationship between irradiation time (horizontal axis) and temperature of bottom surface 130 (vertical axis) when a laser is irradiated at 20 W onto bottom surface 130 of housing 120, both when the inside of housing 120 is not flooded and when a certain amount of water is flooded. In Figure 7, the solid line indicates the case when the inside of housing 120 is not flooded, and the dashed line indicates the case when the inside of housing 120 is flooded to a certain amount. Note that such characteristics diagrams will vary depending on the type of air contactor 100, outside temperature, laser irradiation distance, etc., so the characteristics diagram shown in Figure 7 is just one example.
図7に示す例では、浸水していない筐体120の底面130に対して、出力値が20Wのレーザーの照射を開始すると、底面130の照射位置での温度は徐々に上昇し始め、1分を経過した時点で158℃に到達する。一方、一定量浸水している筐体120の底面130に対して20Wのレーザーを照射すると、底面130の照射位置での温度は、浸水していない筐体120の底面130の温度よりも低い温度カーブを描いて徐々に上昇し、1分を経過した時点で82℃に到達する。 In the example shown in Figure 7, when a 20W laser is irradiated onto the bottom surface 130 of a housing 120 that is not submerged in water, the temperature at the irradiated position on the bottom surface 130 begins to rise gradually, reaching 158°C after one minute. On the other hand, when a 20W laser is irradiated onto the bottom surface 130 of a housing 120 that is submerged in water to a certain extent, the temperature at the irradiated position on the bottom surface 130 gradually rises along a temperature curve that is lower than the temperature of the bottom surface 130 of a housing 120 that is not submerged in water, reaching 82°C after one minute.
図1に戻って、レーザー照射器300は、脚部340に搭載されている。脚部340は、三脚341と、第1三脚台342と、第2三脚台343と、を有している。 Returning to Figure 1, the laser irradiator 300 is mounted on a leg 340. The leg 340 has a tripod 341, a first tripod base 342, and a second tripod base 343.
三脚341は、気中開閉器100の浸水検査を行う際に地上や車上などの所定位置に設置される。 The tripod 341 is installed at a predetermined location, such as on the ground or on a vehicle, when conducting a water ingress inspection of the air contactor 100.
第1三脚台342は、鉛直方向の第1回動軸を中心に回動可能に三脚341に装着される。第1三脚台342は、不図示の第1ステップモータなどの駆動装置に駆動されて第1回動軸を中心に回動する。 The first tripod base 342 is attached to the tripod 341 so as to be rotatable around a first vertical rotation axis. The first tripod base 342 is driven by a drive device such as a first step motor (not shown) to rotate around the first rotation axis.
第2三脚台343は、水平方向の第2回動軸を中心に回動可能に第1三脚台342に装着され、レーザー照射器300が搭載される。第2三脚台343は、不図示の第2ステップモータなどの駆動装置に駆動されて第2回動軸を中心に回動する。 The second tripod 343 is attached to the first tripod 342 so as to be rotatable around a second horizontal rotation axis, and the laser irradiator 300 is mounted on it. The second tripod 343 is driven by a drive device such as a second step motor (not shown) to rotate around the second rotation axis.
尚、図1では、第1回動軸と第2回動軸とがなす角度は90度であり、第1回動軸と第2回動軸とがねじれの位置の関係にあって交わらないような例を示しているが、第1回動軸と第2回動軸とが交点を有する位置関係にあると、レーザー光の向きの計算が容易になるので好ましい。 Note that Figure 1 shows an example in which the angle between the first and second rotation axes is 90 degrees, and the first and second rotation axes are in a twisted position and do not intersect, but it is preferable if the first and second rotation axes are in a position where they intersect, as this makes it easier to calculate the direction of the laser light.
またレーザー照射器300には、カメラ350、加速度センサ351、傾斜センサ352が装着されている。 The laser irradiator 300 is also equipped with a camera 350, an acceleration sensor 351, and an inclination sensor 352.
カメラ350は、レーザー照射器300の向きに沿って外界を撮影するようにレーザー照射器300に装着される。例えば、本実施形態では、カメラ350の向きがレーザー照射器300から出射されるレーザーの向きと平行になるようにレーザー照射器300に装着される。 The camera 350 is attached to the laser irradiator 300 so as to capture images of the outside world along the direction of the laser irradiator 300. For example, in this embodiment, the camera 350 is attached to the laser irradiator 300 so that its direction is parallel to the direction of the laser emitted from the laser irradiator 300.
このため、カメラ350を用いて撮影された画像の視野の中心に写っている物体に、レーザー照射器300からレーザーを照射することが可能となる。つまり、カメラ350によって撮影された画像の中心に気中開閉器100の筐体120の底面130が写るように第1三脚台342及び第2三脚台343を回動させてから、レーザー照射器300からレーザーを出力することで、筐体120の底面130にレーザーを照射することができる。 This makes it possible for the laser irradiator 300 to irradiate a laser onto an object that appears in the center of the field of view of an image captured by the camera 350. In other words, by rotating the first tripod 342 and the second tripod 343 so that the bottom surface 130 of the housing 120 of the air switch 100 appears in the center of the image captured by the camera 350, and then outputting a laser from the laser irradiator 300, the laser can be irradiated onto the bottom surface 130 of the housing 120.
尚、カメラ350はレーザー照射器300と一体的に構成されることが好ましい。このような態様により、カメラ350の向きがレーザー照射器300の向きとずれなくなるので、カメラ350とレーザー照射器300との光軸合わせの手間を省くことが可能となる。 It is preferable that the camera 350 is configured integrally with the laser irradiator 300. In this manner, the orientation of the camera 350 does not deviate from the orientation of the laser irradiator 300, eliminating the need to align the optical axes of the camera 350 and the laser irradiator 300.
カメラ350は、静止画像を撮影する態様でもよいし動画像を撮影する態様でもよい。さらにカメラ350は、複数の波長の光を検出して多色画像を撮影する態様でも良いし、一つの波長の光を検出して単色画像を撮影する態様でもよい。またカメラ350は、可視光を検出する態様でも良いし、赤外線や紫外線などの可視光以外の光を検出する態様でもよい。 Camera 350 may be configured to capture still images or moving images. Furthermore, camera 350 may be configured to detect light of multiple wavelengths to capture multicolor images, or to detect light of a single wavelength to capture monochromatic images. Camera 350 may also be configured to detect visible light, or to detect light other than visible light, such as infrared or ultraviolet light.
カメラ350が外界を撮影することにより得られた画像データは、検査装置400に送信される。そして、検査装置400では、受信した画像データについて学習モデルを用いた画像解析を行うことで、気中開閉器100の底面130の位置を特定する。 Image data obtained by the camera 350 capturing images of the outside world is sent to the inspection device 400. The inspection device 400 then performs image analysis of the received image data using a learning model to identify the position of the bottom surface 130 of the air contactor 100.
また、検査装置400では、レーザーの出射中にレーザー照射器300の向きがずれて、後述する停止部510からの指示でレーザー照射器300によるレーザーの出射が停止した場合、このときカメラ350で撮影された画像データを受信し、受信した画像データについて学習モデルを用いた画像解析を行うことで、気中開閉器100の底面130の位置と、気中開閉器100の周囲の配電設備230の位置と、を新たに特定する。ここで、気中開閉器100の周囲の配電設備230と特定した位置に、レーザー照射器300のレーザー出射動作を再開した際にレーザーが照射されてしまう場合、気中開閉器100の底面130の位置を特定したときの情報は、レーザー照射器300の向きを気中開閉器100の底面に向けるための情報として用いられる。 In addition, if the orientation of the laser irradiator 300 shifts during laser emission and the laser emission by the laser irradiator 300 is stopped by an instruction from the stop unit 510 (described below), the inspection device 400 receives image data captured by the camera 350 at this time and performs image analysis of the received image data using a learning model to newly identify the position of the bottom surface 130 of the air switchgear 100 and the position of the power distribution equipment 230 around the air switchgear 100. Here, if the laser is irradiated at a position identified as the power distribution equipment 230 around the air switchgear 100 when the laser emission operation of the laser irradiator 300 is resumed, the information obtained when the position of the bottom surface 130 of the air switchgear 100 was identified is used as information for directing the laser irradiator 300 toward the bottom surface of the air switchgear 100.
検査装置400は、撮影された画像から気中開閉器100の底面130の位置を特定すると、この特定位置までレーザー照射器300の向きを調整するための調整量(差分)を算出するが、この詳細については後述する。尚、この調整量の算出は、レーザーを出射する前の初期段階においてレーザー照射器300の位置を調整するとき、および、レーザーを出射している最中にレーザー照射器300の向きがずれてしまい、レーザー照射器300の位置を再調整するときの双方の場合に行われる。 Once the inspection device 400 identifies the position of the bottom surface 130 of the air switch 100 from the captured image, it calculates the adjustment amount (difference) for adjusting the orientation of the laser irradiator 300 to this specific position; details of this will be described later. This adjustment amount is calculated both when adjusting the position of the laser irradiator 300 in the initial stage before emitting the laser, and when the orientation of the laser irradiator 300 shifts while emitting the laser and the position of the laser irradiator 300 is readjusted.
加速度センサ351は、レーザー照射器300に生じる加速度を検出する。これにより、例えば作業員がレーザー照射器300に衝突するなどしてレーザー照射器300の向きがずれたことを検出することが可能になる。また加速度センサ351は重力の方向を検出できるので、レーザー照射器300の向きを検出することに使用することも可能である。 The acceleration sensor 351 detects the acceleration occurring in the laser irradiator 300. This makes it possible to detect if the orientation of the laser irradiator 300 is shifted, for example, when a worker collides with the laser irradiator 300. The acceleration sensor 351 can also detect the direction of gravity, so it can also be used to detect the orientation of the laser irradiator 300.
傾斜センサ352は、内部に振り子やフロートを備えることで、レーザー照射器300の傾斜角度や、レーザー照射器300に生じた振動を検出する。これにより、例えば作業員がレーザー照射器300に衝突するなどしてレーザー照射器300の向きがずれたことを検出することが可能になる。また傾斜センサ352は重力の方向を検出できるので、レーザー照射器300の向きを検出することに使用することも可能である。 The tilt sensor 352 has an internal pendulum or float and detects the tilt angle of the laser illuminator 300 and vibrations generated by the laser illuminator 300. This makes it possible to detect if the orientation of the laser illuminator 300 has shifted, for example, due to a worker colliding with the laser illuminator 300. The tilt sensor 352 can also detect the direction of gravity, so it can also be used to detect the orientation of the laser illuminator 300.
検査装置400は、気中開閉器100の筐体120の底面130にレーザーが照射されるようにレーザー照射器300の向きを制御した上で、レーザー照射器300にレーザーを出射させる。そして、検査装置400は、レーザーの照射に伴って上昇する筐体120の底面130の温度を非接触で測定し、底面130の温度の測定結果を基に、気中開閉器100の浸水を検査する。 The inspection device 400 controls the orientation of the laser irradiator 300 so that the laser is irradiated onto the bottom surface 130 of the housing 120 of the air contactor 100, and then causes the laser irradiator 300 to emit a laser. The inspection device 400 then non-contact measures the temperature of the bottom surface 130 of the housing 120, which rises as the laser is irradiated, and inspects the air contactor 100 for water intrusion based on the measurement results of the temperature of the bottom surface 130.
上述した様に、検査装置400は、カメラ350が撮影した画像を解析し、気中開閉器100の底面130の位置と、画像内に写っている気中開閉器100の周囲に設置されている配電設備230の位置とを特定する。そして、検査装置400では、レーザー照射器300について、気中開閉器100の底面130にレーザーが照射されるべき本来の向きと現在の向きとの差分を算出し、この差分を基に、第1三脚台342及び第2三脚台343を適宜回動させることで、レーザー照射器300の向きを調整する。また、検査装置400では、レーザー照射器300の向きがずれてレーザーの出射を停止した後、このときカメラ350で撮影された画像を解析し、ずれた位置のままでレーザー照射器300の動作を再開させると、配電設備230と特定された位置にレーザーが照射されてしまう虞がある場合、気中開閉器100の底面130にレーザーが照射されるべき本来の向きと現在の向きとの差分を算出し、この差分を基に、第1三脚台342及び第2三脚台343を適宜回動させることで、レーザー照射器300の向きを調整する。 As described above, the inspection device 400 analyzes the image captured by the camera 350 and identifies the position of the bottom surface 130 of the air circuit breaker 100 and the position of the power distribution equipment 230 installed around the air circuit breaker 100 that is captured in the image. The inspection device 400 then calculates the difference between the original direction in which the laser should be irradiated onto the bottom surface 130 of the air circuit breaker 100 and the current direction of the laser irradiator 300, and adjusts the direction of the laser irradiator 300 by appropriately rotating the first tripod 342 and the second tripod 343 based on this difference. Furthermore, after the orientation of the laser irradiator 300 shifts and laser emission stops, the inspection device 400 analyzes the image captured by the camera 350 at this time, and if there is a risk that the laser will be irradiated at a location identified as the power distribution equipment 230 if the operation of the laser irradiator 300 is resumed while the position is still shifted, the difference between the original orientation in which the laser should be irradiated onto the bottom surface 130 of the air switch 100 and the current orientation is calculated, and the orientation of the laser irradiator 300 is adjusted based on this difference by appropriately rotating the first tripod 342 and second tripod 343.
また、検査装置400は、赤外線サーモグラフ410によって筐体120の底面130から放射される赤外線放射エネルギーを検出することで、底面130の温度を非接触に測定する。 The inspection device 400 also measures the temperature of the bottom surface 130 of the housing 120 non-contact by detecting infrared radiation energy emitted from the bottom surface 130 using the infrared thermograph 410.
そして、検査装置400は、レーザーの照射開始から所定時間後の底面130の温度の測定結果を基に、気中開閉器100の浸水を検査する。例えば、検査装置400は、レーザーの照射開始時点から60秒後の底面130の温度が所定の判定値以下の場合には気中開閉器100に浸水が発生していると判定する。 The inspection device 400 then inspects the air contactor 100 for water ingress based on the temperature measurement results of the bottom surface 130 a predetermined time after the start of laser irradiation. For example, if the temperature of the bottom surface 130 60 seconds after the start of laser irradiation is below a predetermined judgment value, the inspection device 400 determines that water ingress has occurred in the air contactor 100.
このような検査装置400の態様により、柱上に設置された気中開閉器100にレーザー照射器300を向ける際に、レーザー照射器300からのレーザーが気中開閉器100の底面130に確実に照射されるように、レーザー照射器300の向きを調整することが可能となる。また、レーザー照射器300からのレーザーが周囲の配電設備230に誤って照射されることを防止することが可能となる。これにより、作業者の作業負担を軽減することが可能にとなり、また、柱上に設置された気中開閉器100の浸水検査をより効率よく行うことが可能となる。 This type of inspection device 400 makes it possible to adjust the direction of the laser irradiator 300 when pointing it at an air contactor 100 installed on a pole so that the laser from the laser irradiator 300 is reliably irradiated onto the bottom surface 130 of the air contactor 100. It also makes it possible to prevent the laser from the laser irradiator 300 from being mistakenly irradiated onto surrounding power distribution equipment 230. This reduces the workload on workers and enables more efficient water ingress inspection of air contactors 100 installed on poles.
また、本実施形態に係る浸水検査装置500は、レーザーが筐体120の底面130に照射されているときの底面130の温度を非接触に検出し、筐体120の内部が浸水しているか否かを検査する。 In addition, the water ingress inspection device 500 according to this embodiment detects the temperature of the bottom surface 130 of the housing 120 in a non-contact manner when a laser is irradiated onto the bottom surface 130, and inspects whether the interior of the housing 120 is flooded.
従って、作業者は、筐体120の内部が浸水しているか否かの検査作業のために気中開閉器100が設置されている高所まで上る必要はなく、安全に効率よく点検作業を行うことができる。 Therefore, workers do not need to climb up to the high place where the air contactor 100 is installed to inspect whether the inside of the housing 120 is flooded, and inspection work can be carried out safely and efficiently.
以下、詳細に説明する。 Details are explained below.
===浸水検査装置===
<レーザー照射器>
図2は、本実施形態に係る浸水検査装置500に用いられるレーザー照射器300の構成の一例を示す図である。
===Water immersion inspection device===
<Laser irradiator>
FIG. 2 is a diagram showing an example of the configuration of the laser irradiator 300 used in the water immersion inspection device 500 according to this embodiment.
図2において、レーザー照射器300は、気中開閉器100の筐体120の底面130に照射するレーザーとして、近赤外波長(例えば1064nm)を有するファイバーレーザーを出力する。 In Figure 2, the laser irradiator 300 outputs a fiber laser having a near-infrared wavelength (e.g., 1064 nm) to irradiate the bottom surface 130 of the housing 120 of the air switch 100.
レーザー照射器300は、ファイバーレーザーを出射するための構成として、励起部310、共振器部320、出射口330を含んで構成されている。 The laser irradiator 300 is configured to emit a fiber laser and includes an excitation section 310, a resonator section 320, and an emission port 330.
励起部310は、励起用の複数の半導体レーザー311と、複数の半導体レーザー311から出力されたレーザー(波長は約0.9μm)がそれぞれ光ファイバー312を介して伝搬される励起用コンバイナ313と、励起用コンバイナ313に伝搬された複数のレーザーが励起光として1つにまとまった状態で出力される光ファイバー314と、を含んで構成されている。 The excitation section 310 is composed of multiple semiconductor lasers 311 for excitation, an excitation combiner 313 through which the lasers (with wavelengths of approximately 0.9 μm) output from the multiple semiconductor lasers 311 are propagated via optical fibers 312, and an optical fiber 314 through which the multiple lasers propagated to the excitation combiner 313 are output in a combined state as a single excitation light.
共振器部320は、励起部310の光ファイバー314から出力される励起光を増幅してファイバーレーザーとして出力する。共振器部320は、励起光をファイバーレーザーとして増幅して出力するための手段として、高反射率ミラー321、増幅用ファイバー322、低反射率ミラー323を含んで構成されている。ここで、ファイバーレーザーは、光ファイバーを増幅媒体とする固体レーザーの一種である。増幅用ファイバー322は、光ファイバーの中心部の屈折率が最も高くなるように、コアに希土類元素Yb(イッテルビウム)がドープされている。励起部310から出力された励起光は、高反射率ミラー321で増幅された後に、増幅用ファイバー322内でコアにドープされているYbを励起し、更に低反射率ミラー323で増幅され、ファイバーレーザーとして発振出力される。 The resonator unit 320 amplifies the pumping light output from the optical fiber 314 of the pumping unit 310 and outputs it as a fiber laser. The resonator unit 320 includes a high-reflectivity mirror 321, an amplification fiber 322, and a low-reflectivity mirror 323 as means for amplifying and outputting the pumping light as a fiber laser. A fiber laser is a type of solid-state laser that uses an optical fiber as an amplification medium. The core of the amplification fiber 322 is doped with the rare earth element Yb (ytterbium) so that the refractive index at the center of the optical fiber is highest. The pumping light output from the pumping unit 310 is amplified by the high-reflectivity mirror 321, then excites the Yb doped in the core within the amplification fiber 322, is further amplified by the low-reflectivity mirror 323, and is output as an oscillating fiber laser.
ファイバーレーザーは、増幅用ファイバー322を通して伝搬されるため、エネルギー変換効率が良く、長焦点となる設計が可能といった利点を有している。そこで、本実施形態では、気中開閉器100の筐体120の底面130までの照射距離が10m程度の長さであることを考慮し、その底面130に対してレーザー照射器300からファイバーレーザーを照射することとする。 Because the fiber laser propagates through the amplification fiber 322, it has the advantage of being highly efficient in energy conversion and capable of being designed with a long focal length. Therefore, in this embodiment, taking into account that the irradiation distance to the bottom surface 130 of the housing 120 of the air switch 100 is approximately 10 m, the fiber laser is irradiated from the laser irradiator 300 onto the bottom surface 130.
レーザー照射器300は脚部340に載置されている。 The laser irradiator 300 is mounted on the leg 340.
脚部340は、出射口330が筐体120の底面130の方向を向くように調整可能な構造体である。 The leg 340 is a structure that can be adjusted so that the light outlet 330 faces the bottom surface 130 of the housing 120.
レーザー照射器300は、脚部340に支持されており、検査装置400が上述した不図示の第1ステップモータや第2ステップモータを制御して第1三脚台342及び第2三脚台343の向きを調整することによって、出射口330を筐体120の底面130に向けることができる。 The laser irradiator 300 is supported by legs 340, and the inspection device 400 controls the first step motor and second step motor (not shown) described above to adjust the orientation of the first tripod 342 and second tripod 343, thereby directing the emission port 330 toward the bottom surface 130 of the housing 120.
これにより、出射口330を通してファイバーレーザーを筐体120の底面130に確実に照射することが可能となる。尚、脚部340は、レーザー照射器300を支持する構造の一例であって、出射口330が筐体120の底面130の方向を向くように調整可能な構造であれば、他の構造でもよい。 This allows the fiber laser to be reliably irradiated onto the bottom surface 130 of the housing 120 through the emission port 330. Note that the legs 340 are one example of a structure for supporting the laser irradiator 300, and other structures may be used as long as they are adjustable so that the emission port 330 faces the bottom surface 130 of the housing 120.
また、レーザー照射器300を路面上に設置する場合、作業者が誤ってレーザー照射器300に接触してレーザー照射器300を転倒させたり、向きを変えてしまう虞がある。このとき、ファイバーレーザーが人体や気中開閉器100の周囲の配電設備230等に照射されることを避けなければならない。そこで、レーザー照射器300に加速度センサ351や傾斜センサ352を更に備えて、ファイバーレーザーを筐体120の底面130に照射している最中に、これらのセンサがレーザー照射器300の動きを検出した場合、レーザー照射器300によるファイバーレーザーの出射動作を停止するようにしてもよい。 Furthermore, when installing the laser irradiator 300 on the road surface, there is a risk that an operator may accidentally come into contact with the laser irradiator 300, causing it to tip over or change direction. In this case, it is necessary to prevent the fiber laser from being irradiated onto the human body or the power distribution equipment 230 around the air switch 100. Therefore, the laser irradiator 300 may be further equipped with an acceleration sensor 351 and an inclination sensor 352, so that if these sensors detect movement of the laser irradiator 300 while the fiber laser is irradiating the bottom surface 130 of the housing 120, the fiber laser emission operation by the laser irradiator 300 is stopped.
<検査装置>
図3は、本実施形態に係る浸水検査装置500に用いられる検査装置400の構成を示す図である。
<Inspection equipment>
FIG. 3 is a diagram showing the configuration of an inspection device 400 used in the water immersion inspection device 500 according to this embodiment.
検査装置400は、赤外線サーモグラフ410と、入力装置420と、CPU430(制御部)と、記憶装置440と、タイマー450と、出力装置460と、を備える。 The inspection device 400 includes an infrared thermograph 410, an input device 420, a CPU 430 (control unit), a storage device 440, a timer 450, and an output device 460.
CPU430は、浸水検査装置500の全体の制御を司るもので、記憶装置440に記憶される本実施形態に係る各種の動作を行うためのコードから構成される浸水検査装置制御プログラム700や各種データを実行あるいは処理することにより、浸水検査装置500としての各種機能を実現する。 The CPU 430 is responsible for overall control of the water leakage inspection device 500, and realizes the various functions of the water leakage inspection device 500 by executing or processing the water leakage inspection device control program 700, which is composed of code for performing various operations related to this embodiment stored in the memory device 440, and various data.
例えば、CPU430により浸水検査装置制御プログラム700および各種データが実行あるいは処理され、レーザー照射器300、カメラ350、加速度センサ351、傾斜センサ352、赤外線サーモグラフ410、入力装置420、記憶装置440、タイマー450、出力装置460、脚部340等のハードウェア機器と協働することにより、後述するレーザー出力部501、撮影部502、照射方向制御部503、温度測定部504、検査実行部505、学習モデル記憶部506、底面特定部507A、配電設備特定部507B、照射方向算出部508、方向調整部509、停止部510、加速度検出部511、傾斜検出部512、台座部513等の各機能が実現される。 For example, the CPU 430 executes or processes the water immersion inspection device control program 700 and various data, and by cooperating with hardware devices such as the laser irradiator 300, camera 350, acceleration sensor 351, tilt sensor 352, infrared thermograph 410, input device 420, storage device 440, timer 450, output device 460, and legs 340, various functions are realized, such as the laser output unit 501, image capture unit 502, irradiation direction control unit 503, temperature measurement unit 504, inspection execution unit 505, learning model storage unit 506, bottom surface identification unit 507A, power distribution equipment identification unit 507B, irradiation direction calculation unit 508, direction adjustment unit 509, stopping unit 510, acceleration detection unit 511, tilt detection unit 512, and base unit 513, which will be described later.
浸水検査装置制御プログラム700は、浸水検査装置500が有する機能を実現するためのプログラムを総称しており、例えば、浸水検査装置500上で動作するアプリケーションプログラムやOS(Operating System)、種々のライブラリ等を含む。 The water leakage inspection device control program 700 is a general term for the programs that realize the functions of the water leakage inspection device 500, and includes, for example, application programs, an OS (Operating System), and various libraries that run on the water leakage inspection device 500.
浸水検査装置500は、例えばCD-ROMやDVD、USB(登録商標)メモリ等の不図示の記録媒体から浸水検査装置制御プログラム700を読みだして、記憶装置440に格納する。あるいは浸水検査装置500は、不図示の通信ネットワークを介して通信可能に接続された他のコンピュータから浸水検査装置制御プログラム700をダウンロードして、記憶装置440に格納する。 The water leakage inspection device 500 reads the water leakage inspection device control program 700 from a recording medium (not shown), such as a CD-ROM, DVD, or USB (registered trademark) memory, and stores it in the storage device 440. Alternatively, the water leakage inspection device 500 downloads the water leakage inspection device control program 700 from another computer that is communicatively connected via a communications network (not shown), and stores it in the storage device 440.
記憶装置440は、例えば半導体メモリやハードディスクドライブやSSD(Solid State Drive)等の各種プログラムやデータ、テーブル等を記憶するための物理的な記憶領域を提供する装置である。本実施形態では、図4に示すように、記憶装置440には、浸水検査装置制御プログラム700の他、学習データ610、学習モデル620などの各種データが記憶されている。 The storage device 440 is a device that provides physical storage space for storing various programs, data, tables, etc., such as a semiconductor memory, hard disk drive, or SSD (Solid State Drive). In this embodiment, as shown in FIG. 4, the storage device 440 stores the water immersion inspection device control program 700, as well as various data such as training data 610 and a training model 620.
記憶装置440には、学習データ610および学習モデル620が記憶されている。浸水検査装置500は、過去に撮影された気中開閉器100の複数の画像データを用いて学習データ610を生成し、画像内に写っている気中開閉器100の周囲に設置されている配電設備230(例えば、気中開閉器100に繋がっている配電線路210や、配電線路210の分岐接続部を絶縁防護する樹脂製の分岐スリーブカバー220等)と、同画像内に写っている気中開閉器100の筐体120の底面130とを特定できるような学習モデル(AIモデル)620を生成する。 The storage device 440 stores learning data 610 and a learning model 620. The water ingress inspection device 500 generates learning data 610 using multiple image data of the air circuit breaker 100 photographed in the past, and generates a learning model (AI model) 620 that can identify the power distribution equipment 230 installed around the air circuit breaker 100 shown in the image (e.g., the distribution line 210 connected to the air circuit breaker 100, and the resin branch sleeve cover 220 that insulates and protects the branch connection of the distribution line 210), and the bottom surface 130 of the housing 120 of the air circuit breaker 100 shown in the image.
学習データ610は、学習モデル620の学習に用いるデータ(教師データ)である。学習モデル620は、気中開閉器100を含む新たな画像データが入力されると、その気中開閉器100の周囲に設置されている配電設備230と、その気中開閉器100の筐体120の底面130とを特定するように作成された機械学習モデルであり、より多くの学習データ610を用いて機械学習を行うことにより、より正確に周囲の配電設備230および底面130の特定ができるようになる。 The learning data 610 is data (teaching data) used to train the learning model 620. The learning model 620 is a machine learning model created so that, when new image data including the air circuit breaker 100 is input, it can identify the power distribution equipment 230 installed around the air circuit breaker 100 and the bottom surface 130 of the housing 120 of the air circuit breaker 100. By performing machine learning using a larger amount of learning data 610, it becomes possible to more accurately identify the surrounding power distribution equipment 230 and the bottom surface 130.
浸水検査装置500は、カメラ350によって新たに撮影された気中開閉器100の画像データを学習モデル620に入力することにより、画像内に写っている、気中開閉器100の周囲の配電設備230、気中開閉器100の筐体120の底面130を特定することができる。 By inputting image data of the air circuit breaker 100 newly captured by the camera 350 into the learning model 620, the water ingress inspection device 500 can identify the power distribution equipment 230 around the air circuit breaker 100 and the bottom surface 130 of the housing 120 of the air circuit breaker 100 that are visible in the image.
そして、浸水検査装置500は、この画像内における気中開閉器100の底面130の位置を示す情報を基に、レーザー照射器300からのファイバーレーザーが気中開閉器100の底面130に確実に照射されるように、レーザー照射器300の向きを調整することができる。また、浸水検査装置500は、レーザー照射器300の向きが何らかの外的要因を受けてずれてしまい、レーザー照射器300からのファイバーレーザーの出射を停止した場合において、このときカメラ350で撮影された画像データを学習モデル620に入力して画像解析を行った結果、レーザー照射器300がずれた位置のままファイバーレーザーの出射を再開すると、配電設備230と特定された位置にファイバーレーザーを照射してしまう虞があるとき、気中開閉器100の底面130と特定された位置にファイバーレーザーが照射されるように、レーザー照射器300の向きを調整することができる。 The water flood inspection device 500 can then adjust the orientation of the laser irradiator 300 based on information indicating the position of the bottom surface 130 of the air circuit breaker 100 in this image so that the fiber laser from the laser irradiator 300 is reliably irradiated onto the bottom surface 130 of the air circuit breaker 100. Furthermore, if the orientation of the laser irradiator 300 is shifted due to some external factor and emission of the fiber laser from the laser irradiator 300 is stopped, and image data captured by the camera 350 at this time is input into the learning model 620 for image analysis, the water flood inspection device 500 can adjust the orientation of the laser irradiator 300 so that the fiber laser is irradiated onto the position identified as the bottom surface 130 of the air circuit breaker 100.
図9は、ファイバーレーザーの出射前の初期段階で、レーザー照射器300の出射口330が気中開閉器100の底面130の方向を向くように、脚部340を地上や車上の所定位置に大まかに設置したとき、カメラ350によって撮影された画像の一例を示している。x軸およびy軸の交点がカメラ350で撮影される画像の中心である。そして、検査装置400が、カメラ350で撮影された画像データを受信し、この受信した画像データを学習モデル620で画像分析することにより、気中開閉器100の底面130(×印で示す)を特定した様子を示している。ここで、検査装置400は、特定された気中開閉器100の底面130の位置の情報を記憶装置440に記憶する。そして、浸水検査装置500は、画像の中心で示されるレーザー照射器300の現在の向きと、気中開閉器100の底面130にファイバーレーザーが照射されるようなレーザー照射器300の本来の向きと、の差分が(-Δx、+Δy)であることを算出する。 Figure 9 shows an example of an image captured by camera 350 when the leg 340 is roughly installed at a predetermined position on the ground or on a vehicle in the initial stage before the fiber laser is emitted, with the laser irradiator 300's emission port 330 facing the bottom surface 130 of the air contactor 100. The intersection of the x-axis and y-axis is the center of the image captured by camera 350. The inspection device 400 receives the image data captured by camera 350 and performs image analysis of this received image data using the learning model 620, thereby identifying the bottom surface 130 (indicated by an x mark) of the air contactor 100. Here, the inspection device 400 stores information on the position of the identified bottom surface 130 of the air contactor 100 in the storage device 440. The water submersion inspection device 500 then calculates that the difference between the current orientation of the laser irradiator 300, shown at the center of the image, and the original orientation of the laser irradiator 300, which would irradiate the fiber laser onto the bottom surface 130 of the air switch 100, is (-Δx, +Δy).
この場合、浸水検査装置500は、レーザー照射器300の向きを、方位角方向に-Δx、仰角方向に+Δyだけ変化させるように調整する(つまり、第1三脚台342を第1回動軸の周りに-Δx、第2三脚台343を第2回動軸の周りに+Δyだけ変位させる)ことにより、気中開閉器100の底面130にファイバーレーザーが照射されるようにレーザー照射器300の向きを制御することができる。 In this case, the water immersion inspection device 500 adjusts the orientation of the laser irradiator 300 by -Δx in the azimuth direction and +Δy in the elevation direction (i.e., by displacing the first tripod 342 by -Δx around the first pivot axis and the second tripod 343 by +Δy around the second pivot axis), thereby controlling the orientation of the laser irradiator 300 so that the fiber laser is irradiated onto the bottom surface 130 of the air switchgear 100.
尚、ファイバーレーザーの出射前の初期段階において、検査装置400は、このときカメラ350により撮影された画像データを学習モデル620で画像分析することにより、気中開閉器100の底面130の位置を特定するほかに、気中開閉器100の周囲の配電設備230の位置も特定することとなるが、レーザー照射器300はファイバーレーザーを照射していない状態であるため、後者を特定したとしても、気中開閉器100の底面130の向きにレーザー照射器300の向きを調整することに支障はない。 In the initial stage before the fiber laser is emitted, the inspection device 400 performs image analysis of the image data captured by the camera 350 using the learning model 620 to determine the position of the bottom surface 130 of the air contactor 100, as well as the position of the power distribution equipment 230 around the air contactor 100. However, because the laser irradiator 300 is not irradiating the fiber laser, even if the latter is determined, there is no problem in adjusting the orientation of the laser irradiator 300 to face the bottom surface 130 of the air contactor 100.
ここで、図9を、ファイバーレーザーの出射中にレーザー照射器300の向きが外的要因により気中開閉器100の底面130からずれて、レーザー照射器300からのファイバーレーザーの出射動作が停止したとき、カメラ350により撮影された画像の他の一例と読み替えてみる。 Here, let us consider Figure 9 as another example of an image captured by the camera 350 when the orientation of the laser irradiator 300 shifts from the bottom surface 130 of the air switch 100 due to an external factor while emitting the fiber laser, causing the fiber laser emission operation from the laser irradiator 300 to stop.
この場合、図9は、レーザー照射器300の向きがずれたままカメラ350により撮影された気中開閉器100を含む画像データを学習モデル620で画像解析することにより、気中開閉器100の底面130の位置と、気中開閉器100の周囲の配電設備230の位置と、を特定する様子を示すこととなる。図9の画像の中心には配電設備230は存在していないが、例えば、図9の画像の中心に配電設備230が存在すると仮定する。この配電設備230が例えば配電線路210であるとき、レーザー照射器300がずれた位置のままファイバーレーザーの出射を再開すると、配電線路210の絶縁被覆が熱照射により溶けて、内部の配電線に支障を来たす虞がある。また、この配電設備230が例えば樹脂製の破線の分岐スリーブカバー220であるとき、レーザー照射器300がずれた位置のままファイバーレーザーの出射を再開すると、配電線路210を絶縁防護している樹脂製のカバー自体が熱照射により溶けて、内部の配電線路210に支障を来たす虞がある。 In this case, Figure 9 shows how the position of the bottom surface 130 of the air circuit breaker 100 and the position of the power distribution equipment 230 around the air circuit breaker 100 are identified by using the learning model 620 to analyze image data including the air circuit breaker 100 captured by the camera 350 while the orientation of the laser irradiator 300 is misaligned. The power distribution equipment 230 is not located at the center of the image in Figure 9, but let's assume, for example, that the power distribution equipment 230 is located at the center of the image in Figure 9. If this power distribution equipment 230 is, for example, a power distribution line 210, resuming fiber laser emission while the laser irradiator 300 is still in a misaligned position could melt the insulating coating of the power distribution line 210 due to heat irradiation, potentially causing damage to the internal power distribution line. Furthermore, if the power distribution equipment 230 is, for example, a resin branch sleeve cover 220 as shown by the broken line, and fiber laser emission is resumed while the laser irradiator 300 is still in an offset position, the resin cover that provides insulation and protection for the power distribution line 210 may melt due to the heat irradiation, causing problems with the power distribution line 210 inside.
そこで、レーザー照射器300の向きがずれたまま、レーザー照射器300からのファイバーレーザーの出射動作を再開してしまうと、学習モデル620を用いて特定された配電設備230にレーザーが照射されることとなる場合、ファイバーレーザーの出射動作を再開する前に、レーザー照射器300の向きを気中開閉器100の底面130に向くように、レーザー照射器300の向きを制御する必要がある。この制御方法は、ファイバーレーザーの出射前の初期段階でのレーザー照射器300の向きの制御方法と同じである。 Therefore, if the fiber laser emission operation from the laser irradiator 300 is resumed while the orientation of the laser irradiator 300 remains misaligned, the laser will be irradiated onto the power distribution equipment 230 identified using the learning model 620. In this case, before resuming the fiber laser emission operation, it is necessary to control the orientation of the laser irradiator 300 so that it faces the bottom surface 130 of the air switch 100. This control method is the same as the method for controlling the orientation of the laser irradiator 300 in the initial stage before the fiber laser is emitted.
浸水検査装置500は、例えば過去の所定期間(1か月、6か月、1年等。以下、「時間区間」と称する。)に実施された浸水検査で得られた気中開閉器100の画像データを説明変数(特徴量)とし、各画像データ内における、気中開閉器100の周囲に設置されている配電設備230の位置、および、気中開閉器100の底面130の位置を目的変数(ラベル)として対応づけることにより学習データ610を生成する。なお、画像データと配電設備230および底面130の位置との対応付け作業は時間区間単位に行う必要はなく、浸水検査の都度行ってもよい。 The water ingress inspection device 500 generates training data 610 by using image data of the air circuit breaker 100 obtained from a water ingress inspection conducted over a predetermined period in the past (such as one month, six months, or one year; hereafter referred to as the "time interval") as explanatory variables (features), and associating the position of the distribution equipment 230 installed around the air circuit breaker 100 and the position of the bottom surface 130 of the air circuit breaker 100 within each image data as objective variables (labels). Note that the work of associating image data with the positions of the distribution equipment 230 and bottom surface 130 does not need to be performed on a time interval basis, and can be performed each time a water ingress inspection is conducted.
上記の時間区間は、例えば、浸水検査の実施頻度等に基づき経験的に設定される。また、複数の時間区間に対して学習モデル620を生成し、これらの学習モデル620を用いて気中開閉器100の周囲の配電設備230および気中開閉器100の底面130を特定するようにしてもよい。上記の時間区間は、例えば、過去の事例に基づき、底面130の特定精度が向上するような長さに設定される。 The above-mentioned time intervals are set empirically, for example, based on the frequency of water intrusion inspections. Alternatively, learning models 620 may be generated for multiple time intervals, and these learning models 620 may be used to identify the power distribution equipment 230 around the air switchgear 100 and the bottom surface 130 of the air switchgear 100. The above-mentioned time intervals are set, for example, based on past cases, to a length that improves the accuracy of identifying the bottom surface 130.
或いは、浸水検査装置500は、上記の時間区間内に実施された浸水検査の結果から学習データ610を生成するのではなく、所定個数(例えば10000個)の浸水検査の結果から学習データ610を生成するようにしてもよい。 Alternatively, the water immersion testing device 500 may generate the learning data 610 from the results of a predetermined number of water immersion tests (e.g., 10,000 tests) rather than from the results of water immersion tests conducted within the above-mentioned time interval.
或いは、浸水検査装置500は、気中開閉器100のメーカー別に所定数ずつ(例えば各社1000個ずつ)選んで、学習データ610を生成するようにしてもよい。このような態様により、学習モデル620の学習に用いる学習データ610の内容が気中開閉器100のメーカーによってばらつくことを抑制することが可能となる。 Alternatively, the water ingress inspection device 500 may select a predetermined number of pieces of data for each manufacturer of air contactor 100 (e.g., 1,000 pieces for each manufacturer) to generate the learning data 610. This configuration makes it possible to prevent the content of the learning data 610 used to train the learning model 620 from varying depending on the manufacturer of the air contactor 100.
学習モデル620は、本実施形態ではDNN(Deep Neural Network)であるものとするが、勾配ブースティング(GBDT(Gradient Boosting Decision Tree))等の他の種類のモデルで実現してもよい。 In this embodiment, the learning model 620 is a DNN (Deep Neural Network), but it may also be implemented using other types of models, such as gradient boosting (GBDT (Gradient Boosting Decision Tree)).
図5に学習モデル620の一例(ニューラルネットワークの構造)を示す。図5に示すように、学習モデル620の入力層621には画像データが入力される。中間層622は、学習によって調整されるパラメータを含む一つ以上のノードからなる一つ以上の隠れ層を含む。中間層622は、入力層621に与えられた画像データに基づき、出力層623から出力される画像内の底面130の位置ならびに配電設備230の位置を求める。ここで、気中開閉器100のメーカーや種類に応じて、配電線路210を架設する位置や分岐スリーブカバー220を設置する位置は、ある程度の範囲内に定まるので、気中開閉器100を含む画像データから気中開閉器100の底面130の位置と気中開閉器100の周囲の配電設備230の位置とを特定する学習モデル620を作成することができる。本実施形態の学習モデル620は、検査対象の気中開閉器100の筐体120の底面130の位置ならびに気中開閉器100の周囲に設置されている配電設備230の位置を出力層623から出力する。尚、出力層623からは、検査対象の気中開閉器100の底面130の位置および配電設備230の位置に加え、他の値(例えば気中開閉器100のメーカーや型式、仕様など)が出力されるようにしてもよい。 Figure 5 shows an example of a learning model 620 (neural network structure). As shown in Figure 5, image data is input to the input layer 621 of the learning model 620. The intermediate layer 622 includes one or more hidden layers consisting of one or more nodes containing parameters adjusted by learning. Based on the image data provided to the input layer 621, the intermediate layer 622 determines the position of the bottom surface 130 and the position of the distribution equipment 230 in the image output from the output layer 623. Here, depending on the manufacturer and type of the air switchgear 100, the position at which the distribution line 210 is installed and the position at which the branch sleeve cover 220 is installed are determined within a certain range. Therefore, a learning model 620 can be created that identifies the position of the bottom surface 130 of the air switchgear 100 and the position of the distribution equipment 230 around the air switchgear 100 from image data including the air switchgear 100. The learning model 620 of this embodiment outputs the position of the bottom surface 130 of the housing 120 of the air switch 100 to be inspected and the position of the power distribution equipment 230 installed around the air switch 100 from the output layer 623. Note that in addition to the position of the bottom surface 130 of the air switch 100 to be inspected and the position of the power distribution equipment 230, the output layer 623 may also output other values (for example, the manufacturer, model, and specifications of the air switch 100).
尚、学習データ610は、学習モデル620を学習する際に必要になるが、それ以外の時には必要ないので、浸水検査装置500の記憶装置440に記憶されていなくてもよい。この場合、例えば不図示のコンピュータに学習データ610を記憶しておき、このコンピュータ上で学習モデル620の学習を行うようにする。そして浸水検査装置500は、上述した記録媒体や通信ネットワークを介して、このコンピュータから学習済みの学習モデル620を取得して、記憶装置440に記憶するようにすればよい。 The training data 610 is required when training the training model 620, but is not required at other times, and therefore does not need to be stored in the storage device 440 of the water intrusion inspection device 500. In this case, the training data 610 is stored in a computer (not shown), for example, and the training model 620 is trained on this computer. The water intrusion inspection device 500 then obtains the trained training model 620 from this computer via the above-mentioned recording medium or communication network, and stores it in the storage device 440.
図3に戻って、記憶装置440は、浸水検査装置500に内蔵されている形態とすることもできるし、外付されている形態とすることもできる。 Returning to Figure 3, the memory device 440 can be built into the water immersion testing device 500, or it can be externally attached.
入力装置420は、外部から浸水検査装置500がデータを取得するための装置である。例えば、カメラ350によって撮影された気中開閉器100の画像データや、加速度センサ351、傾斜センサ352による測定データが入力装置420を通じて入力される。さらには作業員が検査日時や天候、作業員名などの情報を入力装置420から入力してもよい。 The input device 420 is a device that allows the water ingress inspection device 500 to acquire data from the outside. For example, image data of the air contactor 100 captured by the camera 350, and measurement data from the acceleration sensor 351 and tilt sensor 352 are input via the input device 420. Furthermore, workers may input information such as the inspection date and time, weather, and the worker's name via the input device 420.
入力装置420としては、例えばキーボードやマウス、マイク等を用いることができるが、その他、レーザー照射器300やUSB(登録商標)メモリなど他の電子機器との通信機能、さらにはインターネットやLANなどの通信網を介した他のコンピュータとの通信機能も含んでよい。 The input device 420 may be, for example, a keyboard, mouse, or microphone, but may also include communication functions with other electronic devices such as the laser irradiator 300 or USB (registered trademark) memory, and even communication functions with other computers via a communication network such as the Internet or LAN.
赤外線サーモグラフ410は、ファイバーレーザーの照射に伴って上昇する筐体120の底面130の温度を測定する。具体的には、赤外線サーモグラフ410は、レーザー照射器300からファイバーレーザーが筐体120の底面130に照射されているときの、底面130に現れる赤外線放射エネルギーを検出して見かけの温度に変換し、例えば底面130全体を、見かけの温度に対応する色を付した温度分布図にして、ディスプレイ411に表示する。 The infrared thermograph 410 measures the temperature of the bottom surface 130 of the housing 120, which rises as the fiber laser is irradiated. Specifically, the infrared thermograph 410 detects the infrared radiation energy that appears on the bottom surface 130 when the fiber laser is irradiated from the laser irradiator 300 onto the bottom surface 130 of the housing 120, converts it into an apparent temperature, and displays it on the display 411, for example, as a temperature distribution map of the entire bottom surface 130, with colors corresponding to the apparent temperatures.
このとき、筐体120の底面130において、ファイバーレーザーが照射されている位置の見かけの温度を示す情報は、記憶装置440に逐次更新されながら記憶される。尚、赤外線サーモグラフ410は、例えば、レーザー照射器300に設けられている照射開始ボタン(不図示)を作業者が操作したときに発生する照射開始信号を入力装置420を介して取得した検査装置400から出力される制御指令によって動作を開始する。 At this time, information indicating the apparent temperature at the position on the bottom surface 130 of the housing 120 where the fiber laser is irradiating is stored in the storage device 440 while being updated sequentially. The infrared thermograph 410 starts operating in response to a control command output from the inspection device 400, which acquires via the input device 420 an irradiation start signal that is generated when an operator operates an irradiation start button (not shown) provided on the laser irradiator 300, for example.
また、筐体120の底面130の温度分布を細かく検出し、作業者が底面130の温度分布の様子を把握し易くなるように、赤外線サーモグラフ410に拡大レンズ(例えば4倍レンズ)を装着した状態で、筐体120の底面130の赤外線放射エネルギーを見かけの温度に変換し、底面130の温度分布の様子をディスプレイ411に表示するようにしてもよい。 In addition, to precisely detect the temperature distribution on the bottom surface 130 of the housing 120 and make it easier for the operator to grasp the temperature distribution on the bottom surface 130, a magnifying lens (e.g., a 4x lens) may be attached to the infrared thermograph 410, and the infrared radiation energy on the bottom surface 130 of the housing 120 may be converted into apparent temperature, and the temperature distribution on the bottom surface 130 may be displayed on the display 411.
図6A及び図6Bは、赤外線サーモグラフ410によって測定された筐体120の底面130の温度がディスプレイ411に表示されている様子を示す図である。 Figures 6A and 6B show the temperature of the bottom surface 130 of the housing 120 measured by the infrared thermograph 410 displayed on the display 411.
図6Aは、筐体120が浸水していないときの底面130にレーザー照射器300から20Wのファイバーレーザーを照射したときの底面130の温度分布の一例を示している。 Figure 6A shows an example of the temperature distribution on the bottom surface 130 when the housing 120 is not submerged in water and a 20 W fiber laser is irradiated from the laser irradiator 300 onto the bottom surface 130.
一方図6Bは、筐体120が浸水しているときの底面130にレーザー照射器300から20Wのファイバーレーザーを照射したときの底面130の温度分布の一例を示している。 On the other hand, Figure 6B shows an example of the temperature distribution on the bottom surface 130 when the housing 120 is submerged in water and a 20 W fiber laser is irradiated from the laser irradiator 300 onto the bottom surface 130.
図6Aの事例では、十字印の位置はファイバーレーザーの照射位置であり、この位置の温度が照射開始から1分を経過した時点で158℃まで上昇した様子を示している。ディスプレイ411内の左上に示されている「最大158」がファイバーレーザーの照射位置の温度である。この様子から、作業者は、目視においてもディスプレイ411を通して、筐体120が浸水していないことを把握することが可能となる。 In the example of Figure 6A, the position of the cross is the position where the fiber laser is irradiated, and it shows that the temperature at this position rose to 158°C one minute after irradiation began. The "maximum 158" shown in the upper left corner of display 411 is the temperature at the position where the fiber laser is irradiated. From this, the operator can visually determine through display 411 that the housing 120 is not flooded.
また、図6Bの事例では、十字印の位置はファイバーレーザーの照射位置であり、この位置の温度が照射開始から1分を経過した時点で82℃まで上昇した様子を示している。ディスプレイ411内の左上に示されている「最大82」がファイバーレーザーの照射位置の温度である。この様子から、作業者は、目視においてもディスプレイ411を通して、筐体120が浸水していることを把握することが可能となる。 In the example of Figure 6B, the position of the cross is the position where the fiber laser is irradiated, and it shows that the temperature at this position rose to 82°C one minute after irradiation began. The "maximum 82" shown in the upper left corner of display 411 is the temperature at the position where the fiber laser is irradiated. From this, the worker can visually determine through display 411 that the housing 120 has become flooded.
尚、ディスプレイ411における中央上部には、外気温が示されている。例えば図6Aでは外気温は34.7℃であり、図6Bでは外気温は36.7℃である。 The outside temperature is shown in the upper center of the display 411. For example, in Figure 6A the outside temperature is 34.7°C, and in Figure 6B the outside temperature is 36.7°C.
図3に戻って、タイマー450は、例えば、照射開始ボタンの操作を契機としてリセットされた状態から計時を開始する。なおタイマー450は、CPU430が浸水検査装置制御プログラム700を実行することにより実現されるソフトウェアタイマーでもよいし、ハードウェアにより構成されたタイマーでもよい。 Returning to Figure 3, the timer 450 starts timing from a reset state, triggered, for example, by the operation of the irradiation start button. Note that the timer 450 may be a software timer implemented by the CPU 430 executing the water immersion inspection device control program 700, or may be a timer configured using hardware.
<機能構成>
図8に、本実施形態に係る浸水検査装置500の機能ブロック図を示す。浸水検査装置500は、レーザー出力部501、撮影部502、照射方向制御部503、温度測定部504、検査実行部505、学習モデル記憶部506、底面特定部507A、配電設備特定部507B、照射方向算出部508、方向調整部509、停止部510、加速度検出部511、傾斜検出部512、台座部513、第1台座部514、第2台座部515、第3台座部516の各機能を備える。これらの機能は、図2及び図3に示したハードウェアによって本実施形態に係る浸水検査装置制御プログラム700や各種のデータが実行あるいは処理されることにより実現される。
<Functional configuration>
8 shows a functional block diagram of a water leakage inspection device 500 according to this embodiment. The water leakage inspection device 500 includes the following functions: a laser output unit 501, an image capture unit 502, an irradiation direction control unit 503, a temperature measurement unit 504, an inspection execution unit 505, a learning model storage unit 506, a bottom surface identification unit 507A, a power distribution equipment identification unit 507B, an irradiation direction calculation unit 508, a direction adjustment unit 509, a stop unit 510, an acceleration detection unit 511, an inclination detection unit 512, a pedestal unit 513, a first pedestal unit 514, a second pedestal unit 515, and a third pedestal unit 516. These functions are realized by the hardware shown in FIGS. 2 and 3 executing or processing a water leakage inspection device control program 700 according to this embodiment and various data.
レーザー出力部501は、レーザーを出力する。レーザー出力部501は、本実施形態ではレーザー照射器300として具現化されており、ファイバーレーザーを出力する。 The laser output unit 501 outputs a laser. In this embodiment, the laser output unit 501 is embodied as the laser irradiator 300, and outputs a fiber laser.
撮影部502は、レーザー出力部501の向きに沿って外界を撮影する。撮影部502は、本実施形態ではカメラ350として具現化されている。尚、撮影部502は、レーザー出力部501と一体的に構成されてもよい。このような態様により、撮影部502の向きがレーザー出力部501の向きとずれなくなるので、撮影部502の向きをレーザー出力部501の向きと一致させるための光軸合わせの手間を省くことが可能となる。 The image capturing unit 502 captures the outside world in the direction of the laser output unit 501. In this embodiment, the image capturing unit 502 is embodied as a camera 350. Note that the image capturing unit 502 may also be configured integrally with the laser output unit 501. In this manner, the orientation of the image capturing unit 502 does not deviate from the orientation of the laser output unit 501, thereby eliminating the need to align the optical axis to match the orientation of the image capturing unit 502 with the orientation of the laser output unit 501.
照射方向制御部503は、レーザー出力部501がレーザーを出力する前の初期段階において、撮影部502が撮影した画像を解析することにより、気中開閉器100の筐体120の底面130にレーザーが照射されるようにレーザー出力部501の向きを制御する。また、照射方向制御部503は、レーザーの出射中にレーザー出力部501の向きが外的要因を受けてずれて、レーザー出力部501の出射動作が停止したとき、このとき撮影部502が撮影した画像を解析した結果、レーザー出力部501の位置がずれたままレーザー出力部501がレーザーを出射すると、特定された配電設備230にレーザーが照射されてしまう虞がある場合、気中開閉器100の筐体120の底面130にレーザーが照射されるようにレーザー出力部501の向きを制御する。 The irradiation direction control unit 503 analyzes the image captured by the photographing unit 502 in the initial stage before the laser output unit 501 outputs the laser, and controls the orientation of the laser output unit 501 so that the laser is irradiated onto the bottom surface 130 of the housing 120 of the air switch 100. Furthermore, when the orientation of the laser output unit 501 is shifted due to an external factor during laser emission and the laser output unit 501 stops emitting the laser, the irradiation direction control unit 503 analyzes the image captured by the photographing unit 502 at this time and determines that if the laser output unit 501 emits the laser while the laser output unit 501 remains shifted, there is a risk that the laser will be irradiated onto the identified power distribution equipment 230. If this occurs, the irradiation direction control unit 503 controls the orientation of the laser output unit 501 so that the laser is irradiated onto the bottom surface 130 of the housing 120 of the air switch 100.
照射方向制御部503は、学習モデル記憶部506、底面特定部507A、配電設備特定部507B、照射方向算出部508、方向調整部509を有して構成されている。 The illumination direction control unit 503 is composed of a learning model storage unit 506, a bottom surface identification unit 507A, a power distribution equipment identification unit 507B, an illumination direction calculation unit 508, and a direction adjustment unit 509.
学習モデル記憶部506は、過去に撮影された気中開閉器100の複数の画像データを用いて、画像内に写っている気中開閉器100の筐体120の底面130と、画像内に写っている気中開閉器100の周囲の配電設備230とを特定するように作成された学習モデル620を記憶する。本実施形態では、学習モデル記憶部506は記憶装置440として具現化されている。 The learning model storage unit 506 stores a learning model 620 created using multiple image data of the air circuit breaker 100 photographed in the past to identify the bottom surface 130 of the housing 120 of the air circuit breaker 100 photographed in the image and the power distribution equipment 230 around the air circuit breaker 100 photographed in the image. In this embodiment, the learning model storage unit 506 is embodied as the storage device 440.
底面特定部507Aは、撮影部502によって新たに撮影された気中開閉器100の画像データを学習モデル620に入力することにより、画像内に写っている気中開閉器100の筐体120の底面130を特定する。 The bottom surface identification unit 507A inputs image data of the air contactor 100 newly captured by the imaging unit 502 into the learning model 620, thereby identifying the bottom surface 130 of the housing 120 of the air contactor 100 captured in the image.
配電設備特定部507Bは、撮影部502によって新たに撮影された気中開閉器100の画像データを学習モデル620に入力することにより、画像内に写っている気中開閉器100の周囲に設置された配電設備230を特定する。 The power distribution equipment identification unit 507B inputs image data of the air circuit breaker 100 newly captured by the imaging unit 502 into the learning model 620, thereby identifying the power distribution equipment 230 installed around the air circuit breaker 100 captured in the image.
照射方向算出部508は、画像内で特定された底面130の位置の情報を用いて、レーザー出力部501の現在の向きと、気中開閉器100の底面130にレーザーが照射されるようなレーザー出力部501の向きと、の差分を算出する。照射方向算出部508によって算出された上記差分は、図9において(-Δx、+Δy)で示されている。 The irradiation direction calculation unit 508 uses information about the position of the bottom surface 130 identified in the image to calculate the difference between the current orientation of the laser output unit 501 and the orientation of the laser output unit 501 that would cause the laser to irradiate the bottom surface 130 of the air switch 100. The difference calculated by the irradiation direction calculation unit 508 is shown as (-Δx, +Δy) in Figure 9.
尚、照射方向算出部508は、より詳しくは、気中開閉器100が写っている画像内の底面130の位置と、撮影部502が気中開閉器100を撮影した際の倍率と、を基に、上記差分を算出する。例えば、撮影部502が倍率を変化させて外界を撮影できる場合には、撮影部502が撮影した画面のサイズが同じでも倍率によって画角が変わるので、レーザー出力部501の角度の調整量(差分)を算出するためには、倍率を考慮することが必要になる。逆に言えば、照射方向算出部508が、気中開閉器100が写っている画像内の底面130の位置と、撮影部502が気中開閉器100を撮影した際の倍率と、を基に、上記角度の調整量(差分)を算出するようにすれば、撮影部502は倍率を変えて外界を撮影することが可能になる。しかしながら、撮影部502の倍率が一定の場合には、画角も一定になるので、照射方向算出部508は画面内の底面130の位置が分かれば、上記差分を算出することができる。 More specifically, the irradiation direction calculation unit 508 calculates the difference based on the position of the bottom surface 130 in the image showing the air switch 100 and the magnification used when the image capturing unit 502 captured the air switch 100. For example, if the image capturing unit 502 can capture the outside world by changing the magnification, the angle of view will change depending on the magnification even if the size of the screen captured by the image capturing unit 502 is the same. Therefore, it is necessary to take the magnification into consideration when calculating the adjustment amount (difference) for the angle of the laser output unit 501. Conversely, if the irradiation direction calculation unit 508 calculates the adjustment amount (difference) for the angle based on the position of the bottom surface 130 in the image showing the air switch 100 and the magnification used when the image capturing unit 502 captured the air switch 100, the image capturing unit 502 will be able to capture the outside world by changing the magnification. However, if the magnification of the imaging unit 502 is constant, the angle of view will also be constant, so the irradiation direction calculation unit 508 can calculate the above difference if it knows the position of the bottom surface 130 within the screen.
また、照射方向算出部508は、レーザー照射器300の向きがずれたまま、レーザー出力部501からのレーザーの出射動作を再開してしまうと、学習モデル620を用いて特定された配電設備230にレーザーが照射されることとなる場合、レーザーの出射動作を再開する前に、レーザー出力部501の向きを気中開閉器100の底面130に向くように、レーザー出力部501の向きを制御する必要がある。照射方向算出部508は、画像内で特定された底面130の位置の情報を用いて、レーザー出力部501の現在の向きと、気中開閉器100の底面130にレーザーが照射されるようなレーザー出力部501の向きと、の差分を算出する。 Furthermore, if restarting the laser emission operation from the laser output unit 501 while the orientation of the laser irradiator 300 remains misaligned would result in the laser being irradiated onto the power distribution equipment 230 identified using the learning model 620, the irradiation direction calculation unit 508 needs to control the orientation of the laser output unit 501 so that it faces the bottom surface 130 of the air switchgear 100 before restarting the laser emission operation. Using information on the position of the bottom surface 130 identified in the image, the irradiation direction calculation unit 508 calculates the difference between the current orientation of the laser output unit 501 and the orientation of the laser output unit 501 that would irradiate the laser onto the bottom surface 130 of the air switchgear 100.
方向調整部509は、照射方向算出部508が算出した上記差分を基に、レーザー出力部501の向きを調整する。本実施形態では、方向調整部509は、不図示の上述した第1ステップモータ及び第2ステップモータを制御することにより、レーザー出力部501の向きを調整する。 The direction adjustment unit 509 adjusts the direction of the laser output unit 501 based on the difference calculated by the irradiation direction calculation unit 508. In this embodiment, the direction adjustment unit 509 adjusts the direction of the laser output unit 501 by controlling the first step motor and second step motor (not shown) described above.
温度測定部504は、レーザー出力部501から気中開閉器100の筐体120の底面130にレーザーが照射された際に、レーザーの照射に伴って上昇する気中開閉器100の底面130の温度を測定する。例えば、温度測定部504は、レーザーを照射開始した第1時点における筐体120の底面130の第1温度と、第1時点から所定時間(例えば60秒)が経過した第2時点における底面130の第2温度と、を測定する。このようにして第1温度と第2温度とを測定することで、所定時間における筐体120の温度上昇値を算出することができる。尚、温度測定部504は、本実施形態では赤外線サーモグラフ410として具現化されている。 When the laser output unit 501 irradiates the bottom surface 130 of the housing 120 of the air contactor 100 with a laser, the temperature measurement unit 504 measures the temperature of the bottom surface 130 of the air contactor 100, which rises in response to the laser irradiation. For example, the temperature measurement unit 504 measures a first temperature of the bottom surface 130 of the housing 120 at a first point in time when laser irradiation begins, and a second temperature of the bottom surface 130 at a second point in time after a predetermined time (e.g., 60 seconds) has elapsed since the first point in time. By measuring the first and second temperatures in this manner, the temperature rise value of the housing 120 over a predetermined time period can be calculated. In this embodiment, the temperature measurement unit 504 is embodied as an infrared thermograph 410.
検査実行部505は、気中開閉器100の筐体120の底面130の温度の測定結果を基に、気中開閉器100の浸水を検査する。例えば検査実行部505は、上記第2時点における温度の値を所定の判定値と比較することにより、気中開閉器100の浸水を検査する。この場合検査実行部505は、例えばレーザーの照射開始時点から60秒後の底面130の温度が所定の判定値以下の場合には気中開閉器100に浸水が発生していると判定し、所定の判定値を超えている場合には浸水していないと判定する。 The inspection execution unit 505 inspects the air contactor 100 for water infiltration based on the temperature measurement results of the bottom surface 130 of the housing 120 of the air contactor 100. For example, the inspection execution unit 505 inspects the air contactor 100 for water infiltration by comparing the temperature value at the second time point with a predetermined judgment value. In this case, the inspection execution unit 505 determines that water infiltration has occurred in the air contactor 100 if the temperature of the bottom surface 130 60 seconds after the start of laser irradiation is equal to or lower than the predetermined judgment value, and determines that water infiltration has not occurred if the temperature exceeds the predetermined judgment value.
或いは、検査実行部505は、上記第1時点から第2時点の間における温度上昇値を所定の判定値と比較することにより、気中開閉器100の浸水を検査する。この場合は、外気温の違いの影響を受けずに、気中開閉器100の浸水有無を検査することが可能になる。 Alternatively, the inspection execution unit 505 inspects the air contactor 100 for water intrusion by comparing the temperature rise value between the first and second points in time with a predetermined judgment value. In this case, it becomes possible to inspect the air contactor 100 for water intrusion without being affected by differences in outside air temperature.
以上のように、本実施形態に係る浸水検査装置500は、撮影部502によって撮影された気中開閉器100の画像を学習モデル620に入力することで、底面130の位置を特定した上で、レーザー出力部501の向きを調整する。また、浸水検査装置500は、撮影部502によって撮影された気中開閉器100の画像を学習モデル620に入力することで、配電設備230の位置を特定した上で、レーザーが配電設備230の方向を向かないように、レーザー出力部501の動作を制御する。これにより、作業員がレーザー出力部501の向きを調整する作業を効率化することが可能となり、柱上に設置された気中開閉器100にレーザー出力部501を向ける際の作業負担を軽減することが可能になる。 As described above, the water ingress inspection device 500 according to this embodiment inputs the image of the air circuit breaker 100 captured by the imaging unit 502 into the learning model 620, thereby identifying the position of the bottom surface 130 and adjusting the orientation of the laser output unit 501. Furthermore, the water ingress inspection device 500 inputs the image of the air circuit breaker 100 captured by the imaging unit 502 into the learning model 620, thereby identifying the position of the power distribution equipment 230 and controlling the operation of the laser output unit 501 so that the laser is not directed toward the power distribution equipment 230. This improves the efficiency of the work of adjusting the orientation of the laser output unit 501, and reduces the workload of workers when pointing the laser output unit 501 at an air circuit breaker 100 installed on a pole.
停止部510は、気中開閉器100の筐体120の底面130に対するレーザーの照射位置がずれた場合、レーザー出力部501からのレーザーの出力を停止する。このような態様により、意図せぬ場所へのレーザーの照射を防止でき、安全性を高めることが可能となる。 The stopping unit 510 stops the laser output from the laser output unit 501 if the laser irradiation position relative to the bottom surface 130 of the housing 120 of the air switch 100 is misaligned. This configuration prevents the laser from being irradiated in unintended locations, thereby increasing safety.
例えば、停止部510は、レーザー出力部501がレーザーを出力中に撮影部502によって撮影された気中開閉器100の画像データを学習モデル620に入力することにより特定される、画像内に写っている気中開閉器100の筐体120の底面130の位置が、所定値以上変化した場合に、レーザーの照射位置がずれたことを検知するようにするとよい。或いは、停止部510は、レーザー出力部501の向きを示す画像の中心(図9に示すx軸、y軸の交点)が、気中開閉器100の筐体120の底面130の範囲外になった場合に、レーザーの照射位置がずれたことを検知するようにしてもよい。 For example, the stopping unit 510 may detect that the laser irradiation position has shifted when the position of the bottom surface 130 of the housing 120 of the air contactor 100 shown in the image, which is identified by inputting image data of the air contactor 100 captured by the capturing unit 502 while the laser output unit 501 is outputting a laser, into the learning model 620, changes by a predetermined value or more. Alternatively, the stopping unit 510 may detect that the laser irradiation position has shifted when the center of the image indicating the orientation of the laser output unit 501 (the intersection of the x-axis and y-axis shown in FIG. 9 ) falls outside the range of the bottom surface 130 of the housing 120 of the air contactor 100.
また、停止部510は、レーザー出力部501に生ずる加速度を検出する加速度検出部511の検出結果を基に、レーザーの照射位置がずれたことを検出してもよい。この場合、例えば停止部510は、レーザー出力部501がレーザーを出力中に加速度検出部511によって検出された加速度の値を第1判定値と比較することにより、レーザーの照射位置のずれを検知する。なお本実施形態では、加速度検出部511は加速度センサ351として具現化されている。 The stopping unit 510 may also detect that the laser irradiation position has shifted based on the detection results of the acceleration detection unit 511, which detects the acceleration occurring in the laser output unit 501. In this case, for example, the stopping unit 510 detects a shift in the laser irradiation position by comparing the acceleration value detected by the acceleration detection unit 511 while the laser output unit 501 is outputting the laser with a first determination value. Note that in this embodiment, the acceleration detection unit 511 is embodied as the acceleration sensor 351.
また、停止部510は、レーザー出力部501の傾斜を検出する傾斜検出部512の検出結果を基に、レーザーの照射位置がずれたことを検出してもよい。この場合、例えば停止部510は、レーザー出力部501がレーザーを出力中に傾斜検出部512によって検出された傾斜の変化量を第2判定値と比較することにより、レーザーの照射位置のずれを検知する。尚、本実施形態では、傾斜検出部512は傾斜センサ352として具現化されている。 The stopping unit 510 may also detect that the laser irradiation position has shifted based on the detection result of the tilt detection unit 512, which detects the tilt of the laser output unit 501. In this case, for example, the stopping unit 510 detects a shift in the laser irradiation position by comparing the amount of change in tilt detected by the tilt detection unit 512 while the laser output unit 501 is outputting the laser with a second determination value. In this embodiment, the tilt detection unit 512 is embodied as the tilt sensor 352.
台座部513は、レーザー出力部501を載置する装置であり、気中開閉器100の浸水を検査する際に所定位置に設置される。本実施形態では台座部513は脚部340として具現化されている。なお台座部513は、第1台座部514と第2台座部515と第3台座部516とを備えている。 The base 513 is a device for placing the laser output unit 501, and is installed in a predetermined position when inspecting the air contactor 100 for water intrusion. In this embodiment, the base 513 is embodied as the leg 340. The base 513 includes a first base 514, a second base 515, and a third base 516.
第1台座部514は、気中開閉器100の浸水を検査する際に所定位置に設置される。本実施形態では、第1台座部514は三脚341として具現化されている。 The first base portion 514 is installed in a predetermined position when inspecting the air contactor 100 for water intrusion. In this embodiment, the first base portion 514 is embodied as a tripod 341.
第2台座部515は、鉛直方向の第1回動軸を中心に回動可能に第1台座部514に装着される。また第3台座部516は、水平方向の第2回動軸を中心に回動可能に第2台座部515に装着され、レーザー出力部501を載置する。本実施形態では、第2台座部515は第1三脚台342、第3台座部516は第2三脚台343として具現化されている。 The second pedestal 515 is attached to the first pedestal 514 so as to be rotatable around a first vertical rotation axis. The third pedestal 516 is attached to the second pedestal 515 so as to be rotatable around a second horizontal rotation axis, and carries the laser output unit 501. In this embodiment, the second pedestal 515 is embodied as the first tripod 342, and the third pedestal 516 is embodied as the second tripod 343.
そして、方向調整部509は、第2台座部515の向きおよび第3台座部516の向きをそれぞれ調整することにより、レーザー出力部501の向きを調整するようにする。 The direction adjustment unit 509 then adjusts the direction of the laser output unit 501 by adjusting the direction of the second base unit 515 and the direction of the third base unit 516.
このような態様により、レーザー出力部501の向きを気中開閉器100の底面130に正確に向けることが可能となる。 This configuration makes it possible to accurately orient the laser output unit 501 toward the bottom surface 130 of the air switch 100.
そして、浸水検査装置500は、気中開閉器100の浸水の検査結果を、例えば図12に示すような態様で出力装置460あるいはディスプレイ411に表示する。 The water ingress inspection device 500 then displays the results of the water ingress inspection of the air contactor 100 on the output device 460 or display 411, for example, in a format as shown in Figure 12.
以上のように、本実施形態に係る浸水検査装置500は、撮影部502によって撮影された気中開閉器100の画像を学習モデル620に入力することで、配電設備230の位置および底面130の位置を特定した上で、レーザー出力部501の向きを調整するようにしているので、作業員がレーザー出力部501の向きを調整する作業が省略可能となり、柱上に設置された気中開閉器100にレーザー出力部501を向ける際の作業負担を軽減することが可能になる。そして柱上に設置された気中開閉器100の浸水検査を、より正確にかつより効率よく行うことが可能になる。 As described above, the water ingress inspection device 500 according to this embodiment inputs the image of the air circuit breaker 100 captured by the image capture unit 502 into the learning model 620, thereby identifying the position of the power distribution equipment 230 and the position of the bottom surface 130, and then adjusting the orientation of the laser output unit 501. This eliminates the need for an operator to adjust the orientation of the laser output unit 501, reducing the workload required when aiming the laser output unit 501 at an air circuit breaker 100 installed on a pole. This makes it possible to more accurately and efficiently inspect air circuit breakers 100 installed on a pole for water ingress.
==処理の流れ==
次に、図10~図11を参照しながら、本実施形態に係る浸水検査装置500が学習データ610を用いて学習モデル620の学習を行う処理と、この学習モデル620を用いてレーザー照射器300の向きを調整した上で気中開閉器100の浸水検査を行う際の処理の流れを説明する。
==Processing flow==
Next, with reference to Figures 10 to 11, we will explain the process in which the water ingress inspection device 500 of this embodiment uses learning data 610 to learn the learning model 620, and the process flow when using this learning model 620 to adjust the orientation of the laser irradiator 300 and then perform a water ingress inspection of the air contactor 100.
図10は、浸水検査装置500が学習データ610を用いて学習モデル620の学習を行う際の処理を説明するフローチャートである。尚、浸水検査装置500が学習モデル620の学習を実行するタイミングは必ずしも限定されないが、例えば、浸水検査装置500が新たな画像データを取得したタイミングや、入力装置420等のユーザインタフェースを介して担当者から学習の実行指示を受け付けたタイミング、あるいは、所定期間毎(1か月に1回、1年に1回など)に到来する所定のタイミングなどを契機として、浸水検査装置500は学習モデル620の学習処理を実行する。 Figure 10 is a flowchart explaining the processing performed by the water leakage inspection device 500 when it uses the learning data 610 to train the learning model 620. Note that the timing at which the water leakage inspection device 500 performs learning of the learning model 620 is not necessarily limited. However, the water leakage inspection device 500 may perform the learning process of the learning model 620 when, for example, the water leakage inspection device 500 acquires new image data, when it receives an instruction to perform learning from a person in charge via a user interface such as the input device 420, or at a predetermined time interval (once a month, once a year, etc.).
まず、浸水検査装置500は、時間区間内に実施された過去の浸水検査の際にカメラ350で撮影された気中開閉器100の複数の画像について、各画像内に写っている気中開閉器100の底面130の位置と、各画像内に写っている気中開閉器100の周囲に設置されている配電設備230の位置と、を対応づけたデータを学習データ610として生成する(S1000)。各画像内における底面130の位置と配電設備230の位置とは、学習データ610の作成者によって個々に指定される。 First, the water ingress inspection device 500 generates training data 610 that associates the position of the bottom surface 130 of the air circuit breaker 100 captured in each image with the position of the power distribution equipment 230 installed around the air circuit breaker 100 captured in each image for multiple images of the air circuit breaker 100 taken by the camera 350 during past water ingress inspections conducted within a time period (S1000). The position of the bottom surface 130 and the position of the power distribution equipment 230 in each image are individually specified by the creator of the training data 610.
次に、浸水検査装置500は、学習データ610を用いて学習モデル620の学習処理を行う(S1010)。 Next, the water immersion inspection device 500 performs a learning process for the learning model 620 using the learning data 610 (S1010).
尚、浸水検査装置500は、学習済の学習モデル620について予測精度の検証を行うようにしてもよい。その場合、浸水検査装置500は、学習データ610を学習用のデータと検証用のデータに予め分類しておき、学習用のデータを用いて学習モデル620の学習を行い、検証用のデータを用いて学習モデル620の検証を行うようにする。 The water ingress inspection device 500 may also verify the prediction accuracy of the trained learning model 620. In this case, the water ingress inspection device 500 pre-classifies the training data 610 into training data and verification data, trains the learning model 620 using the training data, and verifies the learning model 620 using the verification data.
図11は、浸水検査装置500が学習モデル620を用いてレーザー照射器300の向きを調整した上で、気中開閉器100の浸水検査を行う際の処理の流れを説明するフローチャートである。 Figure 11 is a flowchart explaining the processing flow when the water ingress inspection device 500 adjusts the orientation of the laser irradiator 300 using the learning model 620 and then performs a water ingress inspection of the air contactor 100.
先ず、作業員は、電柱200の高位置に設置されている気中開閉器100における筐体120の底面130にファイバーレーザーを照射することが可能な路面上の位置を特定し、その位置に脚部340及びレーザー照射器300を設置する。このとき、作業員は、レーザー照射器300の出射口330が筐体120の底面130の方向を向くように、脚部340の位置や第1三脚台342、第2三脚台343の向きを大まかに調整する。また、作業員は、ファイバーレーザーが筐体120の底面130に照射されているときの底面130の赤外線放射エネルギーを見かけの温度に変換することが可能な位置に検査装置400を設置する。 First, a worker identifies a position on the road surface where a fiber laser can be irradiated onto the bottom surface 130 of the housing 120 of the air switch 100, which is installed at a high position on the utility pole 200, and installs the leg 340 and laser irradiator 300 at that position. At this time, the worker roughly adjusts the position of the leg 340 and the orientation of the first tripod 342 and second tripod 343 so that the emission port 330 of the laser irradiator 300 faces the bottom surface 130 of the housing 120. The worker also installs the inspection device 400 in a position where the infrared radiation energy of the bottom surface 130 of the housing 120 when irradiated with the fiber laser can be converted into an apparent temperature.
脚部340、レーザー照射器300および検査装置400の設置が完了したら、浸水検査装置500は、カメラ350を用いて気中開閉器100を撮影する(S2000)。そして、浸水検査装置500は、カメラ350により撮影された画像データを検査装置400に転送する。 Once the installation of the leg 340, laser irradiator 300, and inspection device 400 is complete, the water ingress inspection device 500 uses the camera 350 to photograph the air contactor 100 (S2000). The water ingress inspection device 500 then transfers the image data captured by the camera 350 to the inspection device 400.
検査装置400は、カメラ350によって新たに撮影された気中開閉器100の画像データを学習モデル620に入力することにより、画像内に写っている気中開閉器100の筐体120の底面130の位置を特定する(S2010)。尚、この時点で、検査装置400は、気中開閉器100の周囲に設置されている配電設備230の位置も特定することとなるが、レーザー照射器300を気中開閉器100の底面130に向ける処理に何ら支障はない。 The inspection device 400 inputs image data of the air switch 100 newly captured by the camera 350 into the learning model 620, thereby identifying the position of the bottom surface 130 of the housing 120 of the air switch 100 that appears in the image (S2010). At this point, the inspection device 400 also identifies the position of the power distribution equipment 230 installed around the air switch 100, but this does not interfere with the process of directing the laser irradiator 300 toward the bottom surface 130 of the air switch 100.
そして、検査装置400は、レーザーを出射中のレーザー照射器300の向きがずれたことを契機として、レーザー照射器300によるレーザーの出射動作を停止した後の状態ではない場合(S2020:NO)、画像内における底面130の特定位置を基に、レーザー照射器300の現在の向きと、気中開閉器100の底面130にレーザーが照射されるようなレーザー照射器300の向きと、の差分を算出し(S2030)、この差分からレーザー照射器300が底面130を向くように、レーザー照射器300の向きを調整する(S2040)。 If the state is not after the laser irradiator 300 has stopped emitting the laser due to a shift in the direction of the laser irradiator 300 while emitting the laser (S2020: NO), the inspection device 400 calculates the difference between the current direction of the laser irradiator 300 and the direction of the laser irradiator 300 that would irradiate the laser onto the bottom surface 130 of the air switch 100, based on the specific position of the bottom surface 130 in the image (S2030), and adjusts the direction of the laser irradiator 300 based on this difference so that the laser irradiator 300 faces the bottom surface 130 (S2040).
そして、浸水検査装置500は、作業者によってレーザー照射器300の照射開始ボタンが操作されて照射開始信号の発生を検知すると(S2050:YES)、レーザー照射器300から筐体120の底面130に向けてファイバーレーザーを照射する(S2060)。 Then, when the water immersion inspection device 500 detects that an irradiation start signal has been generated as a result of the operator operating the irradiation start button of the laser irradiator 300 (S2050: YES), it causes the laser irradiator 300 to irradiate a fiber laser toward the bottom surface 130 of the housing 120 (S2060).
そして、浸水検査装置500は、赤外線サーモグラフ410を制御して、筐体120の底面130に現れる赤外線放射エネルギーを一定時間(例えば1秒)ごとに見かけの温度に変換し、図6Aや図6Bに示したように、ディスプレイ411に、底面130全体の温度分布図として表示する。また浸水検査装置500は、気中開閉器100の底面130にファイバーレーザーが照射されている位置における見かけの温度を示す情報を、記憶装置440に逐次更新しながら記憶させる。 The water leakage inspection device 500 then controls the infrared thermograph 410 to convert the infrared radiation energy appearing on the bottom surface 130 of the housing 120 into apparent temperature every fixed time (for example, 1 second), and displays this as a temperature distribution map of the entire bottom surface 130 on the display 411, as shown in Figures 6A and 6B. The water leakage inspection device 500 also stores, in the storage device 440, information indicating the apparent temperature at the position where the fiber laser is irradiated on the bottom surface 130 of the air contactor 100, while updating it sequentially.
また、浸水検査装置500は、照射開始信号が検出された第1時点における底面130の温度(第1温度)を記憶装置440に記憶しておく。 The water immersion inspection device 500 also stores in the storage device 440 the temperature (first temperature) of the bottom surface 130 at the first point in time when the irradiation start signal is detected.
浸水検査装置500は、タイマー450による計時タイミングが1分を経過しているか否かを判定する(S2070)。 The water immersion testing device 500 determines whether the timer 450 has measured one minute (S2070).
浸水検査装置500は、タイマー450の計時タイミングが、第1時点から1分後の第2時点となった場合(S2070:YES)、レーザー照射器300によるファイバーレーザーの出射を停止して(S2080)、第2時点における底面130の温度(第2温度)を記憶装置440に記憶する。 When the timing of the timer 450 reaches the second time point, which is one minute after the first time point (S2070: YES), the water immersion inspection device 500 stops the emission of the fiber laser from the laser irradiator 300 (S2080) and stores the temperature of the bottom surface 130 at the second time point (second temperature) in the memory device 440.
そして、浸水検査装置500は、第1温度と第2温度との差分を所定の判定値と比較することによって、気中開閉器100が浸水しているか否かを判定する。 The water ingress detection device 500 then compares the difference between the first temperature and the second temperature with a predetermined determination value to determine whether the air contactor 100 is submerged in water.
そして、浸水検査装置500は、図12に示すような検査結果が表示された画面を生成し、検査結果としてディスプレイ411あるいは出力装置460に出力する(S2090)。尚、図12には、検査日時や検査対象開閉器の識別番号などが表示されているが、これらの情報は、浸水検査開始前に検査装置400に入力されている。 The water ingress inspection device 500 then generates a screen displaying the inspection results as shown in Figure 12 and outputs them to the display 411 or output device 460 as the inspection results (S2090). Note that Figure 12 displays the inspection date and time and the identification number of the switch being inspected, and this information was entered into the inspection device 400 before the water ingress inspection began.
一方、タイマー450の計時タイミングが、第1時点から1分後の第2時点に至っていない場合(S2070:NO)、浸水検査装置500は、レーザー照射器300がファイバーレーザーを出射する向きが何らかの外的要因を受けて本来の照射位置からずれてしまったかどうかを判定する(S2100)。レーザー照射器300がファイバーレーザーを出射する向きがずれてしまった場合(S2100:YES)、浸水検査装置500は、タイマー450による計時を停止するとともに、レーザー照射器300によるファイバーレーザーの出射動作を停止し(S2110)、S2000の処理に戻る。 On the other hand, if the timer 450's timing has not yet reached the second time point, which is one minute after the first time point (S2070: NO), the water immersion inspection device 500 determines whether the direction in which the laser irradiator 300 emits the fiber laser has shifted from its intended irradiation position due to some external factor (S2100). If the direction in which the laser irradiator 300 emits the fiber laser has shifted (S2100: YES), the water immersion inspection device 500 stops timing by the timer 450 and stops the laser irradiator 300 from emitting the fiber laser (S2110), and returns to processing at S2000.
浸水検査装置500は、カメラ350を用いて気中開閉器100を再び撮影し(S2000)、カメラ350により撮影された画像データを検査装置400に転送する。そして、検査装置400は、カメラ350によって新たに撮影された気中開閉器100の画像データを学習モデル620に入力することにより、画像内に写っている気中開閉器100の筐体120の底面130の位置と、気中開閉器100の周囲の配電設備230の位置とを再び特定する(S2010)。尚、このタイミングは、S2110におけるレーザー照射器300によるファイバーレーザーの出射動作を停止した後であるので(S2020:YES)、浸水検査装置500は、S2010で特定された配電設備230の位置を基に、レーザー照射器300がずれた位置のままでファイバーレーザーを出射すると、配電設備230に照射される虞があるかどうかを判定する(S2120)。 The flood inspection device 500 again photographs the air circuit breaker 100 using the camera 350 (S2000) and transfers the image data captured by the camera 350 to the inspection device 400. The inspection device 400 then inputs the image data of the air circuit breaker 100 newly captured by the camera 350 into the learning model 620, thereby again identifying the position of the bottom surface 130 of the housing 120 of the air circuit breaker 100 captured in the image and the position of the power distribution equipment 230 around the air circuit breaker 100 (S2010). Note that this timing occurs after the fiber laser emission operation by the laser irradiator 300 has stopped in S2110 (S2020: YES), so the water immersion inspection device 500 determines, based on the position of the power distribution equipment 230 identified in S2010, whether there is a risk that the power distribution equipment 230 will be irradiated with the fiber laser if the laser irradiator 300 continues to emit the fiber laser while remaining in the misaligned position (S2120).
レーザー照射器300がずれた位置のままでファイバーレーザーを出射すると、配電設備230に照射される虞がある場合(S2120:YES)、レーザー照射器300がファイバーレーザーを誤出射することなく、配電設備230にかかる事故を確実に未然に防ぐことができるように、出力装置460を用いて作業員に警告を行う(S2130)。例えば、出力装置460が音声出力機能を有している場合、「レーザー照射器が配電設備の方向を向いています」やブザー等の音声化された警告メッセージを出力し、また、出力装置460がディスプレイを有している場合、「レーザー照射器が配電設備の方向を向いています」等の可視化された警告メッセージを出力し、或いは、出力装置460が警告ランプを有している場合、この警告ランプを点灯または点滅させる。 If there is a risk that the power distribution equipment 230 will be irradiated if the fiber laser is emitted while the laser irradiator 300 is in a misaligned position (S2120: YES), the output device 460 is used to warn the worker so that the laser irradiator 300 does not erroneously emit the fiber laser and accidents to the power distribution equipment 230 can be reliably prevented (S2130). For example, if the output device 460 has an audio output function, it outputs a voice warning message such as "The laser irradiator is facing the power distribution equipment" or a buzzer. If the output device 460 has a display, it outputs a visual warning message such as "The laser irradiator is facing the power distribution equipment." Alternatively, if the output device 460 has a warning lamp, it lights or flashes the warning lamp.
その後、浸水検査装置500は、画像内における底面130の特定位置を基に、レーザー照射器300の現在の向き(ずれた位置)と、気中開閉器100の底面130にファイバーレーザーが照射されるようなレーザー照射器300の向きと、の差分を再び算出し(S2030)、この差分からレーザー照射器300が底面130を向くように、レーザー照射器300の向きを再び調整する(S2040)。そして、次のS2050の処理に移行する。このように、レーザー照射器300によるファイバーレーザーの出射動作を再開させる場合、レーザー照射器300がずれた位置のままでファイバーレーザーを出射すると、画面内で特定される配電設備230に照射される虞があるときは、作業者に警告を行った上で、レーザー照射器300の向きを気中開閉器100の底面130に自動的に向けるようにしたので、ファイバーレーザーによる配電設備230の損傷を確実に防止できる。 The water ingress inspection device 500 then recalculates the difference between the current orientation (displaced position) of the laser irradiator 300 and the orientation of the laser irradiator 300 that would irradiate the fiber laser onto the bottom surface 130 of the air circuit breaker 100, based on the specific position of the bottom surface 130 in the image (S2030). Based on this difference, the orientation of the laser irradiator 300 is again adjusted so that the laser irradiator 300 faces the bottom surface 130 (S2040). The process then proceeds to the next step, S2050. In this way, when restarting the fiber laser emission operation by the laser irradiator 300, if the fiber laser is emitted while the laser irradiator 300 remains in the displaced position, and there is a risk that the fiber laser will be irradiated onto the power distribution equipment 230 identified on the screen, a warning is issued to the operator and the laser irradiator 300 is automatically reoriented toward the bottom surface 130 of the air circuit breaker 100. This reliably prevents damage to the power distribution equipment 230 by the fiber laser.
一方、レーザー照射器300がずれた位置のままでファイバーレーザーを出射したとしても、配電設備230に照射される虞がない場合(S2120:NO)、S2130の警告処理を行うことなく、S2030の処理に移行すればよい。 On the other hand, even if the laser irradiator 300 emits a fiber laser while remaining in a misaligned position, if there is no risk of it being irradiated onto the power distribution equipment 230 (S2120: NO), the process may proceed to S2030 without performing the warning process of S2130.
以上、本実施形態に係る浸水検査装置500、浸水検査装置500の検査方法および浸水検査装置制御プログラム700について説明したが、本実施形態によれば、カメラ350によって撮影された気中開閉器100の画像を学習モデル620に入力することで気中開閉器100の底面130の位置を特定した上で、ファイバーレーザーが配電設備230に向かうことなく、レーザー照射器300の向きを調整するようにしているので、作業員がレーザー照射器300の向きを調整する作業が省略可能となり、柱上に設置された気中開閉器100にレーザー照射器300を向ける際の作業負担を軽減することが可能になる。そして柱上に設置された気中開閉器100の浸水検査を、より正確にかつより効率よく行うことが可能にできる。 The above describes the water ingress inspection device 500, the inspection method for the water ingress inspection device 500, and the water ingress inspection device control program 700 according to this embodiment. According to this embodiment, the position of the bottom surface 130 of the air ingress inspection device 100 is identified by inputting an image of the air ingress inspection device 100 taken by the camera 350 into the learning model 620, and then the direction of the laser irradiator 300 is adjusted without the fiber laser being directed toward the power distribution equipment 230. This eliminates the need for workers to adjust the direction of the laser irradiator 300, reducing the workload when pointing the laser irradiator 300 at an air ingress inspection device 100 installed on a pole. This makes it possible to perform water ingress inspections of air ingress inspection devices 100 installed on poles more accurately and efficiently.
尚、本実施形態では、筐体120の底面130上の1か所にファイバーレーザーを照射することによって、筐体120の内部が浸水しているか否かを検査しているが、これに限るものではない。例えば、筐体120の底面130上の異なる複数の位置にファイバーレーザーを順次照射し、ファイバーレーザーの複数の照射位置ごとに、図11の検査動作を実行することによって、筐体120の浸水の有無に係る検査の確度を高めてもよい。 In this embodiment, the inspection as to whether the interior of the housing 120 is flooded or not is performed by irradiating one location on the bottom surface 130 of the housing 120 with a fiber laser, but this is not limited to this. For example, the accuracy of the inspection as to whether the housing 120 is flooded or not may be improved by sequentially irradiating a plurality of different locations on the bottom surface 130 of the housing 120 with a fiber laser and performing the inspection operation of FIG. 11 for each of the plurality of irradiation locations of the fiber laser.
また、本実施形態では、筐体120の浸水の有無を検査するためにファイバーレーザーを用いているが、これに限るものではない。ファイバーレーザー以外の固体レーザーであっても、本実施形態と同様に筐体120の浸水の有無を検査可能であれば採用してもよい。 Furthermore, in this embodiment, a fiber laser is used to inspect whether or not the housing 120 has been submerged in water, but this is not limited to this. Solid-state lasers other than fiber lasers may also be used as long as they are capable of inspecting whether or not the housing 120 has been submerged in water, as in this embodiment.
また本実施形態では、浸水検査装置500を地上に設置した状態で気中開閉器100の浸水を検査する態様について説明したが、空中から検査を行ってもよい。例えば脚部340にプロペラを設け、レーザー照射器300を空中に浮上させた状態で気中開閉器100にレーザーを照射して浸水を検査する態様でもよい。 In addition, in this embodiment, the water ingress inspection device 500 is installed on the ground and the air contactor 100 is inspected for water ingress, but the inspection may also be performed from the air. For example, a propeller may be attached to the leg 340, and the laser irradiator 300 may be levitated in the air and the air contactor 100 may be irradiated with a laser to inspect for water ingress.
尚、上記の実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得るとともに、本発明にはその等価物も含まれる。 The above embodiments are intended to facilitate understanding of the present invention and are not intended to limit the scope of the present invention. The present invention may be modified or improved without departing from its spirit, and equivalents thereof are also included within the scope of the present invention.
100 気中開閉器
110 充電部
120 筐体
130 底面
200 電柱
210 配電線路
220 分岐スリーブカバー
230 配電設備
300 レーザー照射器
310 励起部
311 半導体レーザー
312 光ファイバー
313 励起用コンバイナ
314 光ファイバー
320 共振器部
321 高反射率ミラー
322 増幅用ファイバー
323 低反射率ミラー
330 出射口
340 脚部
341 三脚
342 第1三脚台
343 第2三脚台
350 カメラ
351 加速度センサ
352 傾斜センサ
400 検査装置
410 赤外線サーモグラフ
411 ディスプレイ
420 入力装置
430 CPU
440 記憶装置
450 タイマー
460 出力装置
500 浸水検査装置
501 レーザー出力部
502 撮影部
503 照射方向制御部
504 温度測定部
505 検査実行部
506 学習モデル記憶部
507A 底面特定部
507B 配電設備特定部
508 照射方向算出部
509 方向調整部
510 停止部
511 加速度検出部
512 傾斜検出部
513 台座部
514 第1台座部
515 第2台座部
516 第3台座部
610 学習データ
620 学習モデル
621 入力層
622 中間層
623 出力層
700 浸水検査装置制御プログラム
100 Air switch 110 Charging unit 120 Housing 130 Bottom surface 200 Utility pole 210 Power distribution line 220 Branch sleeve cover 230 Power distribution equipment 300 Laser irradiator 310 Excitation unit 311 Semiconductor laser 312 Optical fiber 313 Excitation combiner 314 Optical fiber 320 Resonator unit 321 High reflectivity mirror 322 Amplification fiber 323 Low reflectivity mirror 330 Exit port 340 Leg 341 Tripod 342 First tripod stand 343 Second tripod stand 350 Camera 351 Acceleration sensor 352 Tilt sensor 400 Inspection device 410 Infrared thermograph 411 Display 420 Input device 430 CPU
440 Storage device 450 Timer 460 Output device 500 Water immersion inspection device 501 Laser output unit 502 Photography unit 503 Irradiation direction control unit 504 Temperature measurement unit 505 Inspection execution unit 506 Learning model storage unit 507A Bottom surface identification unit 507B Power distribution equipment identification unit 508 Irradiation direction calculation unit 509 Direction adjustment unit 510 Stop unit 511 Acceleration detection unit 512 Tilt detection unit 513 Pedestal unit 514 First pedestal unit 515 Second pedestal unit 516 Third pedestal unit 610 Learning data 620 Learning model 621 Input layer 622 Intermediate layer 623 Output layer 700 Water immersion inspection device control program
Claims (10)
前記気中開閉器の筐体の底面に対して、前記気中開閉器の内部が浸水しているか否かを検査するためのレーザーを照射するレーザー出力部と、
前記レーザーの照射方向に沿う方向を撮影する撮影部と、
過去に撮影された前記気中開閉器の複数の画像を用いて、前記複数の画像内に写っている前記気中開閉器の周囲の配電設備を特定するように作成された、学習モデルを記憶する学習モデル記憶部と、
前記撮影部で新たに撮影された前記気中開閉器を含む画像を示すデータを前記学習モデルに入力し、前記周囲の配電設備を特定する特定部と、
前記特定部の特定結果に基づいて、前記レーザーが前記周囲の配電設備に照射されることがないように、前記レーザー出力部による前記レーザーの出射を制御する制御部と、
前記レーザーが前記底面に照射されているときの、前記底面の温度を検出する温度検出部と、
前記底面の温度の検出結果に基づいて、前記気中開閉器の筐体の内部が浸水しているか否かを検査する検査部と、
を備える浸水検査装置。 A water ingress inspection device that inspects whether the inside of an air switchgear installed on a pole is flooded,
a laser output unit that irradiates a bottom surface of a housing of the air switch with a laser for inspecting whether or not the inside of the air switch is flooded;
an imaging unit that captures an image in a direction along the laser irradiation direction;
a learning model storage unit that stores a learning model created by using a plurality of images of the air switch taken in the past so as to identify power distribution equipment around the air switch that is captured in the plurality of images; and
an identification unit that inputs data indicating an image including the air contactor newly photographed by the photographing unit into the learning model and identifies the surrounding power distribution equipment;
a control unit that controls emission of the laser by the laser output unit based on the identification result of the identification unit so that the laser is not irradiated onto the surrounding power distribution equipment; and
a temperature detection unit that detects the temperature of the bottom surface when the laser is irradiated onto the bottom surface;
an inspection unit that inspects whether or not the inside of the housing of the air contactor is flooded based on the result of detecting the temperature of the bottom surface;
A water immersion inspection device comprising:
前記制御部は、前記レーザー出力部の設置位置がずれたとき、前記レーザー出力部によるレーザーの出射動作を停止させる停止部と、
前記レーザー出力部がずれた位置のまま前記レーザーを出射すると、前記配電設備に照射される場合、前記レーザーが前記配電設備に照射されなくなるように、前記レーザー出力部の向きを調整する方向調整部、
をさらに備える浸水検査装置。 The water immersion inspection device according to claim 1,
the control unit includes a stop unit that stops the laser output unit from emitting the laser when the installation position of the laser output unit is shifted;
a direction adjustment unit that adjusts the orientation of the laser output unit so that the laser is not irradiated onto the power distribution facility when the laser is irradiated onto the power distribution facility if the laser output unit is in a misaligned position;
The water immersion inspection device further comprises:
前記学習モデルは、過去に撮影された前記気中開閉器の複数の画像を用いて、前記複数の画像内に写っている前記気中開閉器の周囲の配電設備と、前記気中開閉器の前記底面と、を特定するように作成され、
前記特定部は、前記撮影部で新たに撮影された前記気中開閉器を含む画像を示すデータが前記学習モデルに入力されると、前記周囲の配電設備および前記底面を特定し、
前記方向調整部は、前記レーザー出力部による前記レーザーの出射が停止された後、前記特定部の特定結果に基づいて、前記レーザーが前記底面に照射されるように、前記レーザー出力部の向きを調整する
浸水検査装置。 The water immersion inspection device according to claim 2,
the learning model is created by using a plurality of images of the air switch taken in the past to identify the power distribution equipment around the air switch and the bottom surface of the air switch that are shown in the plurality of images,
the identification unit, when data indicating an image including the air contactor newly photographed by the photographing unit is input to the learning model, identifies the surrounding power distribution equipment and the bottom surface;
The direction adjustment unit adjusts the orientation of the laser output unit based on the identification result of the identification unit after the laser output unit stops emitting the laser so that the laser is irradiated onto the bottom surface.
前記レーザー出力部が装着される台座部、をさらに備え、
前記台座部は、
前記気中開閉器の浸水を検査する際に所定位置に設置される第1台座部と、
鉛直方向の第1回動軸を中心に回動可能に前記第1台座部に装着される第2台座部と、
水平方向の第2回動軸を中心に回動可能に前記第2台座部に装着され、前記レーザー出力部が装着される第3台座部と、を有し、
前記方向調整部は、前記第2台座部の向き及び前記第3台座部の向きをそれぞれ調整することにより、前記レーザー出力部の向きを調整する、浸水検査装置。 The water immersion inspection device according to claim 2 or 3,
a base on which the laser output unit is mounted,
The base portion is
a first base portion that is installed at a predetermined position when inspecting the air contactor for flooding;
a second base portion attached to the first base portion so as to be rotatable about a first rotation axis in a vertical direction;
a third base portion that is mounted on the second base portion so as to be rotatable about a second horizontal rotation axis, and on which the laser output unit is mounted;
The direction adjustment unit adjusts the direction of the laser output unit by adjusting the direction of the second base unit and the direction of the third base unit, respectively.
前記第2台座部を前記第1回動軸を中心に回動させる第1ステップモータと、
前記第3台座部を前記第2回動軸を中心に回動させる第2ステップモータと、
を備える浸水検査装置。 The water immersion inspection device according to claim 4,
a first step motor that rotates the second base portion around the first rotation axis;
a second step motor that rotates the third base portion around the second rotation axis;
A water immersion inspection device comprising:
前記撮影部は、前記レーザー出力部と一体に設けられる
浸水検査装置。 The water immersion inspection device according to any one of claims 1 to 5,
The water immersion inspection device, wherein the imaging unit is provided integrally with the laser output unit.
前記レーザーは、ファイバーレーザーである、
浸水検査装置。 The water immersion inspection device according to any one of claims 1 to 6,
The laser is a fiber laser.
Water immersion testing equipment.
前記配電設備は、前記気中開閉器に接続される配電線路と、前記配電線路を絶縁防護する分岐スリーブカバーと、の少なくとも何れかを含む
浸水検査装置。 The water immersion inspection device according to any one of claims 1 to 7,
The power distribution facility includes at least one of a power distribution line connected to the air switch and a branch sleeve cover that provides insulation protection for the power distribution line.
前記気中開閉器の筐体の底面に対して、前記気中開閉器の内部が浸水しているか否かを検査するためのレーザーを照射し、
前記レーザーの照射方向に沿う方向を撮影し、
過去に撮影された前記気中開閉器の複数の画像を用いて、前記複数の画像内に写っている前記気中開閉器の周囲の配電設備を特定するように作成された、学習モデルを記憶装置に記憶し、
新たに撮影された前記気中開閉器を含む画像を示すデータを前記学習モデルに入力し、前記周囲の配電設備を特定し、
前記特定結果に基づいて、前記レーザーが前記周囲の配電設備に照射されることがないように、前記レーザーの出射を制御し、
前記レーザーが前記底面に照射されているときの、前記底面の温度を検出し、
前記底面の温度の検出結果に基づいて、前記気中開閉器の筐体の内部が浸水しているか否かを検査する
浸水検査装置の検査方法。 An inspection method for a water ingress inspection device that inspects whether or not the inside of an air switchgear installed on a pole is flooded, comprising:
irradiating a bottom surface of a housing of the air contactor with a laser for inspecting whether or not the inside of the air contactor is flooded with water;
Photographing a direction along the laser irradiation direction,
storing a learning model in a storage device, the learning model being created to identify power distribution equipment around the air switch captured in a plurality of images of the air switch captured in the past;
inputting data representing a newly captured image including the air contactor into the learning model, and identifying the surrounding power distribution equipment;
Based on the identification result, controlling emission of the laser so that the laser is not irradiated onto the surrounding power distribution equipment;
Detecting the temperature of the bottom surface when the laser is irradiated onto the bottom surface;
and inspecting whether or not the inside of the housing of the air contactor is flooded based on the result of detecting the temperature of the bottom surface.
前記気中開閉器の筐体の底面に対して、前記気中開閉器の内部が浸水しているか否かを検査するためのレーザーを照射する手順と、
前記レーザーの照射方向に沿う方向を撮影する手順と、
過去に撮影された前記気中開閉器の複数の画像を用いて、前記複数の画像内に写っている前記気中開閉器の周囲の配電設備を特定するように作成された、学習モデルを記憶装置に記憶する手順と、
新たに撮影された前記気中開閉器を含む画像を示すデータを前記学習モデルに入力し、前記周囲の配電設備を特定する手順と、
前記特定結果に基づいて、前記レーザーが前記周囲の配電設備に照射されることがないように、前記レーザーの出射を制御する手順と、
前記レーザーが前記底面に照射されているときの、前記底面の温度を検出する手順と、
前記底面の温度の検出結果に基づいて、前記気中開閉器の筐体の内部が浸水しているか否かを検査する手順と、
を前記コンピュータに実行させるためのプログラム。 A program for causing a computer to check whether the inside of an air switch installed on a pole is flooded,
a step of irradiating a bottom surface of a housing of the air contactor with a laser for inspecting whether or not the inside of the air contactor is flooded with water;
taking an image in a direction along the laser irradiation direction;
a step of storing in a storage device a learning model created by using a plurality of images of the air switch taken in the past so as to identify power distribution equipment around the air switch shown in the plurality of images;
a step of inputting data representing a newly captured image including the air contactor into the learning model and identifying the surrounding power distribution equipment;
a step of controlling emission of the laser based on the identification result so that the laser is not irradiated onto the surrounding power distribution equipment;
detecting the temperature of the bottom surface when the laser is irradiated onto the bottom surface;
a step of inspecting whether or not the inside of the housing of the air contactor is flooded based on the result of detecting the temperature of the bottom surface;
A program for causing the computer to execute the above.
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