JP2012155403A - フィールド機器監視システム - Google Patents

Abstract

【課題】複数のフィールド機器をカメラにより撮影した画像を画面に表示するハンドヘルドターミナルを用いてその状態を確認ができるフィールド機器監視システムを実現する。
【解決手段】プラントの現場に配置されている複数のフィールド機器１１，１２〜１ｎを、カメラにより撮影した画像を画面に表示するハンドヘルドターミナル１００と、このハンドヘルドターミナル１００と、通信するホスト２００とを具備するフィールド機器監視システムにおいて、複数のフィールド機器の位置情報、タグ情報ならびにステータスＧ１〜Ｇｎを保持するデータベース３００を備え、ハンドヘルドターミナル１００は、撮影された複数のフィールド機器の位置を検出してホスト２００に送信すると共に、ホスト２００より返される複数のフィールド機器夫々のタグ情報およびステータスを取得して、画面に表示された対応するフィールド機器近傍に表示する。
【選択図】図１

Description

本発明は、プラントの現場に配置されている複数のフィールド機器をカメラにより撮影した画像を画面に表示するハンドヘルドターミナルと、このハンドヘルドターミナルと通信するホストとを具備するフィールド機器監視システムに関するものである。

拡張現実（以下、ＡＲ：Augmented Reality）は、古くからある技術で一般的に用いられている、最近では特許文献１に開示されているように、特にポータブル機器へ活用が広がっている。

ＡＲでは、現実世界をカメラで撮影した画像を表示画面で見たとき、現実世界の情報に加えて、画面上にタグ等で登録された関連情報を重ね合わせて見ることができる。例えば、iPhone（登録商標）アプリなどで話題となっているセカイカメラでは、ＡＲ技術を使用している。

図６は、ＡＲ技術を用いた携帯端末システムの構成例を示す機能ブロック図である。店側関係者などが、あらかじめ店の関連情報などを提供し、タグ情報としてデータベース４上にデータを登録し保存する。データベース４には、店の位置情報も同時に保存される。

ユーザは、携帯端末１のカメラ１Ａを店２の方向に向けてアプリを起動すると、ＧＰＳで店２の位置が検出され、この位置情報がホスト３に送信される。ホスト３は、携帯端末１より取得した位置情報により、データベース４にアクセスし、あらかじめ登録された店の位置情報とのマッチングでその店の関連情報を抽出し、携帯端末１に返す。

携帯端末１は、その画面上に店の撮影画像Ｆ１およびその近傍にデータベース４に登録されている店の関連情報Ｇ１を表示する。ユーザは、関連情報Ｇ１を見ることによって、店の関連情報や製品の詳細を知ることができる。

特表２００８−５１０２５４号公報

現在、プラントなどの現場でフィールド機器の状態をチェックする際に、以下のような問題点がある。
（１）工場内のパネル室であれば、ホストシステムの画面を見て、フィールド機器の状態（静的なタグ情報およびアラームなどの動的なステータス）を一括で把握できるが、実際にフィールド機器が設置されている現場では、どのような機器があって現在どのような状態なのかを、一目で把握する方法がない。

（２）把握するためには、１台１台機器を近くで見て確認する必要がある。また、パネル室であっても、アラームが発生している機種の場所を、現場において正確に把握することは難しい。

（３）機器のＬＣＤ（表示部）を見れば状態の把握はできるが、設置場所によっては確認が困難となる場合もある。また、ＬＣＤなしの機器では、通信を介すことなく機器の状態を見ることができない。

本発明の目的は、ＡＲ技術を利用して、プラントの現場に配置されている複数のフィールド機器をカメラにより撮影した画像を画面に表示するハンドヘルドターミナルを用いて各フィールド機器の状態を一目で確認ができるフィールド機器監視システムを実現することにある。

このような課題を達成するために、本発明は次の通りの構成になっている。
（１）プラントの現場に配置されている複数のフィールド機器をカメラにより撮影した画像を画面に表示するハンドヘルドターミナルと、このハンドヘルドターミナルと通信するホストとを具備するフィールド機器監視システムにおいて、
あらかじめ登録された前記複数のフィールド機器の位置情報、タグ情報ならびにステータスを保持するデータベースを備え、
前記ハンドヘルドターミナルは、撮影された前記複数のフィールド機器の位置を検出して前記ホストに送信すると共に、前記ホストより返される前記複数のフィールド機器夫々のタグ情報およびステータスを取得して、前記画面に表示された対応するフィールド機器近傍に表示し、
前記ホストは、前記ハンドヘルドターミナルより送信される前記複数のフィールド機器の位置情報に基づき前記データベースにアクセスして検出された前記複数のフィールド機器夫々のタグ情報およびステータスを、前記ハンドヘルドターミナルに返すことを特徴とするフィールド機器監視システム。

（２）前記ハンドヘルドターミナルは、撮影された前記複数のフィールド機器の位置をＧＰＳシステムにより検出する位置検出手段を備えることを特徴とする（１）に記載のフィールド機器監視システム。

（３）プラントの現場に配置されている複数のフィールド機器をカメラにより撮影した画像を画面に表示するハンドヘルドターミナルと、このハンドヘルドターミナルと通信するホストとを具備するフィールド機器監視システムにおいて、
あらかじめ登録された前記複数のフィールド機器の画像情報、タグ情報ならびにステータスを保持するデータベースを備え、
前記ハンドヘルドターミナルは、あらかじめ撮影された前記複数のフィールド機器の画像を前記ホストに送信すると共に、前記ホストより返される前記複数のフィールド機器夫々のタグ情報およびステータスを取得して、前記画面に表示された対応するフィールド機器近傍に表示し、
前記ホストは、前記ハンドヘルドターミナルより送信される前記複数のフィールド機器の画像情報に基づき前記データベースにアクセスして検出された前記複数のフィールド機器夫々のタグ情報およびステータスを、前記ハンドヘルドターミナルに返すことを特徴とするフィールド機器監視システム。

（４）前記ステータスは、メッセージを含むことを特徴とする（１）乃至（３）のいずれかに記載のフィールド機器監視システム。

（５）前記ハンドヘルドターミナルは、前記ホストから返されるタグ情報に対して監視したい情報のみを選択表示させるフィルタ手段を備えることを特徴とする（１）乃至（４）のいずれかに記載のフィールド機器監視システム。

（６）前記ホストは、前記データベースに保持するタグ情報を構成する項目の追加、変更、削除を実行する入力手段を備えることを特徴とする（１）乃至（５）のいずれかに記載のフィールド機器監視システム。

本発明によれば、次のような効果を期待することができる。
（１）ＡＲ技術を利用して、現場に設置されている複数のフィールド機器を撮影することで、各フィールド機器のタグ情報およびステータスを、ホストから取得して画面に表示される監視情報により、一目で確認することが可能になる。

（２）本発明では、カメラを通して現場を見ることにより、現場であっても計器室における監視と同等に各機器の状態が一目で把握することが可能になり、現場におけるフィールド機器の監視効率を大幅に向上させることができる。

（３）本発明では、画面に表示される監視情報は、静的なタグ情報に加えて動的に変化するステータスをリアルタイムに把握することができ、現場におけるアラーム処理などに迅速に対応することが可能となる。

本発明を適用したフィールド機器監視システムの一実施例を示す機能ブロック図である。 図１の動作手順を説明するフローチャートである。 タグ情報が更新されたときの動作手順を説明するフローチャートである。 データベースの保持情報の例を示すテーブルである。 現場のフィールド機器の実際の撮影画像のイメージならびに監視情報の表示例である。 ＡＲ技術を用いた携帯ハンドヘルドターミナルシステムの構成例を示す機能ブロック図である。

以下本発明を、図面を用いて詳細に説明する。図１は、本発明を適用したフィールド機器監視システムの一実施例を示す機能ブロック図である。ハンドヘルドターミナル１００、ホスト２００、データベース３００の関係は、ＡＲ技術の利用において図６で示した携帯端末１、ホスト３、データベース４の関係と対応している。

プラントの現場に配置されている複数のフィールド機器１１、１２、…１ｎは通信ライン２０に接続され、入出力装置３０を介してコントローラ４０と通信して制御される。ハンドヘルドターミナル１００は、表示部１００Ａおよび操作部１００Ｂを有する。

ハンドヘルドターミナルの操作部１００Ｂは、カメラ１０１、表示処理手段１０２、位置検出装置１０３、通信インターフェース１０４、操作入力手段１０５を有する。カメラ１０１により複数のフィールド機器１１、１２、…１ｎを一括して撮影した画像は、表示処理手段１０２に渡されて表示部１００ＡにＦ１、Ｆ２，…Ｆｎで表示される。

位置検出装置１０３は、表示された複数のフィールド機器１１、１２、…１ｎの位置をＧＰＳ（Global Positioning System）により検出する。検出された位置情報（向き情報を含む）は、通信インターフェース１０４を経由して任意の通信手段によりホスト２００に送信される。

ホスト２００は、ハンドヘルドターミナル側から取得した位置情報に基づいてデータベース３００を検索する。データベース３００にはあらかじめ複数のフィールド機器１１、１２、…１ｎの位置情報、当該フィールド機器のタグ情報、コントローラ４０からホスト２００経由で取得したリアルタイムのステータスが保持されている。

ホスト２００は、位置情報に基づくデータベース３００の検索で位置の一致が確認されたフィールド機器のタグ情報およびステータスを抽出し、ハンドヘルドターミナル１００に返す。

ハンドヘルドターミナル１００は、通信インターフェース１０４を介して取得したフィールド機器のタグ情報およびステータスを表示処理部１０２に渡し、表示処理部１０２は表示部１００Ａに表示されている各フィールド機器Ｆ１、Ｆ２、…Ｆｎの近傍に、タグおよびステータスよりなる監視情報Ｇ１、Ｇ２、…Ｇｎを表示する。

表示部１００Ａに表示されている監視情報Ｇ１、Ｇ２、…Ｇｎは、実際の現実世界の情報ではないので、肉眼では見ることができない情報であるが、ＡＲ技術の利用により、現場において計器室と同等の監視情報を可視情報として見ることができる。

尚、ハンドヘルドターミナル１００とホスト２００間の通信は、汎用的な有線または無線で行うことも、通信ライン２０を介して行うことも可能である。データベース３００に登録され保持されるタグ情報は、ホスト２００から見ることができ、編集することができる。編集により、タグ情報を構成する項目を追加・変更・削除することが可能である。

ハンドヘルドターミナル１００に表示される各タグ情報は、アラームの状態に合わせて色を付与することができる。機器が正常に動作している場合は「緑」、警告状態の場合は「黄」、異常状態の場合は「赤」という具合である。また、タグ情報はユーザの設定に合わせて、ハンドヘルドターミナル１００上で見たい機器のタグ情報だけを見えるように、フィルタリングすることができる。

ＡＲには、図１で説明した位置情報を取得して、位置情報の近くにある機器のタグ情報を表示する「パススルー方式」と、「ＡＲマーカー方式」と呼ばれる方式の２つがある。ＧＰＳで認識できない場所などにあり、位置検出装置を利用できない場合は、ＡＲマーカー方式を用いることができる。ＡＲマーカー方式では、あらかじめ見たい現場の写真を撮っておく。

ハンドヘルドターミナル１００上でタグ情報およびステータスを見たいフィールド機器１つ１つの画像を、データベース３００にあらかじめ登録して保持した画像と対応させておく。フィールド機器のタグ情報およびステータスを見たい時は、ハンドヘルドターミナル１００でカメラ１０１を起動して写真を撮り、その画像情報をホスト２００に送信する。

ホスト２００は、取得したフィールド機器の画像情報をデータベース３００に登録して保持している画像情報と照らし合わせて画像認識することで、データベース３００内に登録されているタグ情報、ステータスと紐付ける。画像認識は、パターンマッチングなど、公知の画像認識技術を用いて行う。

このように紐付けられたタグ情報およびステータスが、ホスト２００よりハンドヘルドターミナル１００側に返され、当該フィールド機器のタグ情報およびステータスをハンドヘルドターミナルの表示部１００Ａで表示させることができる。

図２は、パススルー方式またはＡＲマーカー方式による本発明の動作手順を説明するフローチャートである。ステップＳ１でスタートし、ステップＳ２でハンドヘルドターミナルを起動し、カメラを起動する。

ステップＳ３のチェックで、パススルー方式またはＡＲマーカー方式を選択する。パススルー方式を選択した場合には、ステップＳ４で位置検出装置を起動する。ステップＳ５で位置検出装置にてフィールド機器の場所を認識し、ホストに送信する。ステップＳ６でフィールド機器のタグ情報およびステータスをホストから取得して、機器近傍の画面上に表示し、ステップＳ７で終了する。

ステップＳ３のチェックでＡＲマーカー方式を選択した場合には、ステップＳ８でＡＲマーカーを登録しているフィールド機器の写真をカメラで撮り、撮像画像をホストに送信する。

ステップＳ９で、登録されているＡＲマーカーを基に、フィールド機器のタグ情報、ステータスをホストから取得し、フィールド機器近傍の画面上に表示し、ステップＳ７で終了する。

機器の状態などを示すステータス情報は、一般的に各機器より通信によって定期的に取得されているため、定期的に更新される。ハンドヘルドターミナル１００は、定期的にホスト２００にアクセスすることで、常に最新のステータス情報を取得することができる。

図３は、ステータス情報が更新されたときの動作手順を説明するフローチャートである。ステップＳ１でスタートし、ステップＳ２でホストに機器のステータス情報が吸い上げられる。ステップＳ３でホストからデータベースにアクセスし、ステータス情報を自動的に更新（手動更新も可能）し、ステップＳ４で終了する。

図４は、データベース３００の保持情報の例を示すテーブルである。１番乃至９番のフィールド機器の機器名、タグ名、情報の格納アドレスの先頭が示され、各アドレスにステータス、メッセージ、位置情報、画像情報が登録して保持されている。

図５は、現場のフィールド機器の実際の撮影画像のイメージならびに監視情報の表示例である。フィールド機器Ｆ１１乃至Ｆ１９の近傍に、そのフィールド機器の監視情報Ｇ１１乃至Ｇ１９が表示されている。各監視情報はそのフィールド機器のタグ情報および現在のステータスを表示している。

パススルー方式で本発明システムを使用するためには、初めに各フィールド機器の位置情報をデータベース３００に登録しておく必要がある。各フィールド機器の位置は、以下のいずれかの方法で登録することができる。位置情報は1回登録すれば、機器の位置を変更しない限り登録しなおす必要はない。
（１）各機器に、位置を検出できるＲＦＩＤタグなどを取り付ける。そして、ホスト２００やハンドヘルドターミナル１００から、通信によって各フィールド機器の位置を検出し、取得した位置情報をデータベース３００に登録して保存する。

（２）ハンドヘルドターミナル１００を、取り付けたフィールド機器と同じ位置まで持っていき、位置検出装置を起動する。そして、取得した位置情報、対象機器の情報をホスト２００に送信し、データベース３００に登録して保存する。または、ハンドヘルドターミナル１００やホスト２００から、直接位置情報を手動で入力する。

本システムでタグ情報およびステータスを見るために使用されているハンドヘルドターミナル１００は、ＰＣやＰＤＡ、携帯電話端末などでも使用可能である。

１１、１２、…１ｎ フィールド機器
２０ 通信ライン
３０ 入出力装置
４０ コントローラ
１００ ハンドヘルドターミナル
１００Ａ 表示部
１００Ｂ 操作部
１０１ カメラ
１０２ 表示処理手段
１０３ 位置検出装置（ＧＰＳ）
１０４ 通信インターフェース
１０５ 操作入力手段
２００ ホスト
３００ データベース
Ｆ１、Ｆ２、…Ｆｎ フィールド機器表示画像
Ｇ１、Ｇ２、…Ｇｎ 監視情報表示画像

Claims (6)

1. プラントの現場に配置されている複数のフィールド機器をカメラにより撮影した画像を画面に表示するハンドヘルドターミナルと、このハンドヘルドターミナルと通信するホストとを具備するフィールド機器監視システムにおいて、
   あらかじめ登録された前記複数のフィールド機器の位置情報、タグ情報ならびにステータスを保持するデータベースを備え、
   前記ハンドヘルドターミナルは、撮影された前記複数のフィールド機器の位置を検出して前記ホストに送信すると共に、前記ホストより返される前記複数のフィールド機器夫々のタグ情報およびステータスを取得して、前記画面に表示された対応するフィールド機器近傍に表示し、
   前記ホストは、前記ハンドヘルドターミナルより送信される前記複数のフィールド機器の位置情報に基づき前記データベースにアクセスして検出された前記複数のフィールド機器夫々のタグ情報およびステータスを、前記ハンドヘルドターミナルに返すことを特徴とするフィールド機器監視システム。
2. 前記ハンドヘルドターミナルは、撮影された前記複数のフィールド機器の位置をＧＰＳシステムにより検出する位置検出手段を備えることを特徴とする請求項１に記載のフィールド機器監視システム。
3. プラントの現場に配置されている複数のフィールド機器をカメラにより撮影した画像を画面に表示するハンドヘルドターミナルと、このハンドヘルドターミナルと通信するホストとを具備するフィールド機器監視システムにおいて、
   あらかじめ登録された前記複数のフィールド機器の画像情報、タグ情報ならびにステータスを保持するデータベースを備え、
   前記ハンドヘルドターミナルは、あらかじめ撮影された前記複数のフィールド機器の画像を前記ホストに送信すると共に、前記ホストより返される前記複数のフィールド機器夫々のタグ情報およびステータスを取得して、前記画面に表示された対応するフィールド機器近傍に表示し、
   前記ホストは、前記ハンドヘルドターミナルより送信される前記複数のフィールド機器の画像情報に基づき前記データベースにアクセスして検出された前記複数のフィールド機器夫々のタグ情報およびステータスを、前記ハンドヘルドターミナルに返すことを特徴とするフィールド機器監視システム。
4. 前記ステータスは、メッセージを含むことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のフィールド機器監視システム。
5. 前記ハンドヘルドターミナルは、前記ホストから返されるタグ情報に対して監視したい情報のみを選択表示させるフィルタ手段を備えることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のフィールド機器監視システム。
6. 前記ホストは、前記データベースに保持するタグ情報を構成する項目の追加、変更、削除を実行する入力手段を備えることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のフィールド機器監視システム。

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