JP7531200B1 - 風車ブレード補修支援装置および風車ブレード補修支援方法 - Google Patents

Abstract

【課題】風車ブレードの損傷画像から風車ブレード補修支援装置等を提供する。【解決手段】風車ブレード補修支援装置１００は、風力発電設備に関する設備情報、およびブレード７３の撮像画像を入力する入力部１１０と、ブレード７３の撮像画像から、損傷部位の画像を示す損傷画像を抽出する損傷個所抽出部１２１と、複数の損傷画像を基準損傷画像としてあらかじめ蓄積するとともに、基準損傷画像に対する補修方法を紐づけて記憶する補修方法データベース１５０と、抽出した損傷画像をもとに、補修方法データベース１５０に蓄積された基準損傷画像の中から最も類似した基準損傷画像を検索する類似画像検索部１２２と、補修方法データベース１５０から、検索した基準損傷画像に紐づけられた補修方法を抽出して損傷画像に組み合わせ、当該損傷画像により特定される損傷に対する補修方法情報を生成する補修方法情報生成部１２０と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、風車ブレード補修支援装置および風車ブレード補修支援方法に関する。

特許文献１には、構造物を複数の撮影範囲で分割して撮影した分割画像を表示する構造物表示装置であって、それぞれの前記分割画像に識別情報を付与するとともに、前記識別情報に１つ以上の管理情報を対応付けて管理する記憶部と、前記識別情報または前記識別情報と前記管理情報とを組み合わせた抽出条件の入力を受け、前記抽出条件に合致する前記分割画像を前記記憶部から抽出して表示部に表示する制御部とを有することを特徴とする構造物表示装置が記載されている。

特開２０２２－１７６８２２号公報

特許文献１に記載の構造物表示装置にあっては、風力発電設備の点検で得られた多くの撮影画像を整理し、ブレードの状態を効率的に把握させるための画面表示に役立つ管理情報を、効率的に作成することが主な課題として挙げられていた。しかしながら、特許文献１では、点検で得られた多くの撮影画像を整理して表示させるまでに留まっており、撮影画像中にき裂などの損傷部が存在する場合に、当該損傷部とその補修方法を紐づけて管理・表示させることは何ら開示されていなかった。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、風車ブレードの損傷画像から、損傷部位に対応した補修方法を提案する風車ブレード補修支援装置および風車ブレード補修支援方法を提供することを課題とする。

上記課題を解決するために、本発明の風車ブレード補修支援装置は、風力発電設備の風車ブレードの損傷部位の補修を支援する風車ブレード補修支援装置であって、前記風力発電設備に関する設備情報、および前記風車ブレードの撮像画像を入力する入力部と、前記風車ブレードの撮像画像から、損傷部位の画像を示す損傷画像を抽出する損傷個所抽出部と、複数の損傷画像を基準損傷画像としてあらかじめ蓄積するとともに、前記基準損傷画像と当該基準損傷画像を補修した際の複数の補修方法を紐づけて記憶する補修方法データベースと、前記補修方法データベースを参照して、抽出した前記損傷画像をもとに、前記補修方法データベースに蓄積された基準損傷画像の中から最も類似した基準損傷画像を検索する類似画像検索部と、前記補修方法データベースから、検索した前記基準損傷画像に紐づけられた補修方法を抽出して前記損傷画像に組み合わせ、当該損傷画像により特定される損傷に対する補修方法情報を生成する補修方法情報生成部と、前記補修方法情報生成部が生成した前記損傷画像により特定される損傷に対する補修方法情報を出力する出力部と、を備え、前記補修方法データベースは、複数の損傷種類、損傷理由、および補修方法を有し、前記補修方法情報生成部は、前記補修方法データベースに記憶された複数の前記損傷種類のうち、抽出した前記損傷画像をもとに損傷理由による前記損傷種類を推定し、推定した前記損傷種類を補修するのに最も適した補修方法情報を生成することを特徴とする。

本発明によれば、風車ブレードの損傷画像から、損傷部位に対応した補修方法を提案する風車ブレード補修支援装置および風車ブレード補修支援方法を提供することができる。

本発明の一実施形態に係る風車ブレード補修支援装置の構成を示す図である。 本発明の一実施形態に係る風車ブレード補修支援装置の入力部に入力される撮像画像および設備情報を示すテーブルである。 本発明の一実施形態に係る風車ブレード補修支援装置の損傷個所抽出部の損傷個所抽出機能を説明する図である。 本発明の一実施形態に係る風車ブレード補修支援装置のマスタ記録データベースの構造を示す図である。 本発明の一実施形態に係る風車ブレード補修支援装置の補修方法データベースの構造を示す図である。 本発明の一実施形態に係る風車ブレード補修支援装置の点検対象となる風車を示す立体図である。 本発明の一実施形態に係る風車ブレード補修支援装置のブレードを中心に定義する座標系を示す立体図である。 本発明の一実施形態に係る風車ブレード補修支援装置のブレードのＲ軸に沿った無人飛行体の飛行ルートの移動を示す立体図である。 本発明の一実施形態に係る風車ブレード補修支援装置の入力部に入力された撮像画像から損傷画像を切り出し、補修方法を表示させる風車ブレード補修支援処理を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態に係る風車ブレード補修支援装置の損傷個所抽出部が撮像画像から損傷画像を切り出したテーブル例を示す図である。 本発明の一実施形態に係る風車ブレード補修支援装置のマスタ記録データベースに追記される補修記録追記分データを示す図である。 本発明の一実施形態に係る風車ブレード補修支援装置のブレード番号n号機のブレードＡ,Ｂ,Ｃについて、撮影方向B-1～B-5でキャプチャした全体画像TIPと各長さ5～25mの画像を示す図である。 図１２のブレード確認結果のうち、ブレードＢについて撮影方向B-1～B-5毎の損傷レベルLv2～Lv4および未分類表示を示す図である。 本発明の一実施形態に係る風車ブレード補修支援装置のブレードの摩耗プロセスを説明する図である。 本発明の一実施形態に係る風車ブレード補修支援装置のＦＲＰ損傷例を示す図である。 本発明の一実施形態に係る風車ブレード補修支援装置の補修前のブレードのリーディングエッジを示す図である。 本発明の一実施形態に係る風車ブレード補修支援装置の補修後のブレードのリーディングエッジを示す図である。 本発明の一実施形態に係る風車ブレード補修支援装置の補修後のブレードのリーディングエッジを示す図である。 本発明の一実施形態に係る風車ブレード補修支援装置の補修剤選定を説明する図である。ブレードの摩耗に従って、ＦＲＰ、パテ、塗料、保護テープを補修剤として選定する。また、図１７Ａ中央のベン図に示すように、各補修剤を組み合わせて用いる。 図１７Ａに示す補修剤選定と補修剤の組合せをもとに、試験・検証を行う例を説明する図である。 図１７Ｂの試験結果を反映したブレード補修適用例である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
（実施形態）
図１は、本発明の一実施形態に係る風車ブレード補修支援装置の構成を示す図である。
図１に示すように、風車ブレード補修支援装置１００は、入力部１１０と、補修方法情報生成部１２０と、補修内容記録部１３０と、マスタ記録データベース１４０と、補修方法データベース１５０と、表示部１６０（出力部）と、備える。

<入力部１１０>
入力部１１０は、風力発電設備に関する設備情報、および風車ブレード７３（以下、ブレード７３という）の撮像画像を入力する。設備情報は、撮像した風力発電設備が設置されたサイト名、風力発電設備の号機番号およびブレード番号を含む。
入力部１１０には、撮像画像、その撮影ＩＤ、撮影日時、撮影したブレード位置に関する情報が入力される。ブレード位置とは、ブレード根元部から先端部までの位置を等間隔にNo.1,No.2,・・・と指定したものである（図８で後記する）。
入力部１１０には、風力発電設備に関する設備情報が入力される。例えば、サイト名、号機番号、ブレード番号である。
図２は、入力部１１０に入力される撮像画像および設備情報を示すテーブル１０である。
撮像画像および設備情報テーブル１０には、撮影ＩＤ（撮像画像を呼び出すためのＩＤ）と、撮影日時、設備情報（サイト名・号機番号・ブレード番号）、撮影したブレード位置が対応付けて記録されている。例えば、ある風力発電所Ｘの敷地内には、３台の風車が存在し（後記図１２のブレードＡ～Ｃ）、その１台の風車ごとに３枚のブレードが備えられている。この場合の撮像画像および設備情報テーブル１０では、サイト名：Ａ、号機番号：１号機、ブレード番号：１、ブレード位置：４（後記図１２および図１３の撮影方向Ｂ－４）である。

<補修方法情報生成部１２０>
補修方法情報生成部１２０は、補修方法データベース１５０から、検索した基準損傷画像に紐づけられた補修方法を抽出して損傷画像に組み合わせ、損傷画像の損傷に対する補修方法情報を生成する。
補修方法情報生成部１２０は、損傷画像により特定される損傷に対する補修方法情報を生成した場合、生成に用いた損傷画像と補修方法データベース１５０から抽出した補修方法を紐づけて、補修方法データベース１５０に追加する。

また、補修方法情報生成部１２０が、撮像した風力発電設備の補修方法データベース１５０から基準損傷画像に紐づけられた補修方法を抽出できないとき、撮像した風力発電設備とは別の風力発電設備に配置されているから、基準損傷画像に紐づけられた補修方法を抽出する。
なお、本実施形態では、風車ブレード補修支援装置１００が補修方法データベース１５０を備えている構成を示しているが、補修方法データベース１５０はクラウド上などに存在するものでもよい。すなわち、クラウド上のデータベースを参照するなどの構成として、風車ブレード補修支援装置１００自身が補修方法データベース１５０を備えていない構成でもよい。

補修方法情報生成部１２０は、損傷個所抽出部１２１と、損傷画像の類似画像検索部１２２と、を備える。
・損傷個所抽出機能
損傷個所抽出部１２１は、風車ブレード７３の撮像画像から、損傷部位の画像を示す損傷画像を抽出する。
損傷個所抽出部１２１は、風車ブレード７３の撮像画像に、損傷部位の画像が複数ある場合、各損傷部位の画像を分離して切り出す。

図３は、損傷個所抽出部１２１の損傷個所抽出機能を説明する図である。
図３に示すように、損傷個所抽出部１２１は、撮像画像２０ａに損傷個所１，２が見付かった場合、損傷個所１，２を含む損傷画像２０ｂ，２０ｃ（図３破線囲み参照）を切り出し、損傷画像２０ｂ○○.jpg、損傷画像２０ｃ△△.jpgとして保存する。
なお、損傷個所は、過去に撮影した画像との比較により差分値が大きい部位を損傷個所とする。また、風車ブレードにおける損傷には、落雷などの場合に損傷形状に特徴がある。このため、補修方法データベース１５０に蓄積した損傷個所のパターンを読み出し、撮像画像のパターンと照合することで、損傷個所を見付けることができる。パターンマッチング手法によれば、損傷個所と汚れ等を識別することができる。

・損傷画像の類似画像検索機能
類似画像検索部１２２は、抽出した損傷画像をもとに、補修方法データベース１５０に蓄積された基準損傷画像の中から最も類似した基準損傷画像を検索する。
類似画像検索部１２２は、補修方法データベース１５０に、損傷画像と類似の基準損傷画像が無いか、検索する機能を有する。
ここで、損傷画像と類似の基準損傷画像を検索する際、撮像した風力発電設備と同じサイトの補修方法データベース１５０から検索すればよい。しかし、同じサイトの補修方法データベース１５０から検索しても見つからない場合、撮像した風力発電設備とは別サイトの補修方法データベース１５０から検索することで、検索結果が見つからない事態を避けることができる。

<補修内容記録部１３０>
補修内容記録部１３０は、損傷画像に対応する補修が行われた場合、補修記録をマスタ記録データベース１４０に追記する。補修内容記録部１３０は、設備情報と損傷画像、および補修記録を紐づけて、マスタ記録データベース１４０へ更新する。具体的には、補修内容記録部１３０は、損傷画像〇〇.jpgに対応する補修が行われた場合、補修記録（補修業者、補修員、補修日時）をマスタ記録データベース１４０に追記する。

<マスタ記録データベース１４０>
マスタ記録データベース１４０は、左列から順に、撮影ＩＤと撮影日時、設備情報（サイト名・号機番号・ブレード番号）、撮影したブレード位置、損傷画像ＩＤ、損傷部ＩＤ、損傷種類、損傷度および補修記録（補修業者、補修員、補修日時）が記録されている（図２）。

図４は、マスタ記録データベース１４０の構造（レコード）を示す図である。
図４に示すように、マスタ記録データベース１４０は、左列から順に、撮影ＩＤと撮影日時、設備情報１４０ａ（サイト名・号機番号・ブレード番号）、撮影したブレード位置、損傷画像ＩＤ、損傷部ＩＤ、損傷種類、損傷度および補修記録１４０ｂ（補修業者、補修員、補修日時）を記録する。

<補修方法データベース１５０>
補修方法データベース１５０は、複数の損傷画像を基準損傷画像としてあらかじめ蓄積するとともに、基準損傷画像に対する補修方法を紐づけて記憶する。
補修方法データベース１５０は、過去の損傷画像とその損傷画像を補修した際の補修方法を紐づけて記録したデータベースである。
補修方法データベース１５０は、損傷画像〇〇.jpgと補修方法「保護テープ」を紐づけて記録する。補修方法データベース１５０は、損傷画像と補修方法を追記することで、データベースが成長し、新たな損傷画像に対する抽出精度を向上させることができる。

図５は、補修方法データベース１５０の構造（レコード）を示す図である。
補修方法データベース１５０は、過去の損傷画像とその損傷画像を補修した際の補修方法を紐づけて記録する。例えば、損傷画像●●.jpgと〇〇.jpgの場合、補修方法「保護テープ」が紐づけられる。損傷画像■■.jpgの場合、補修方法「〇〇塗料」が紐づけられる。損傷画像★★.jpgの場合、補修方法「表面を研磨し、保護テープを貼り付ける」が紐づけられる。

<表示部１６０>
表示部１６０は、補修方法情報生成部１２０が生成した損傷画像により特定される損傷に対する補修方法情報（損傷部位に対応した補修方法）を出力する出力部である。例えば、表示部１６０は、損傷画像〇〇.jpgと補修方法「保護テープ」を表示する。
なお、表示部１６０は、出力部の一形態であり、表示以外の出力、例えば、印刷・印字の他、有線／無線通信によって、さらに専用信号線またはネットワークに出力する形態も含まれる。

<風車７０の形状>
次に、点検対象となる風力発電設備の風車７０の形状を説明する。
図６は、点検対象となる風車７０を示す立体図である。風車７０は、タワー７１上に設けられたナセル７２と、ナセル７２に固定されたブレード７３（風車ブレード）で構成されている。各ブレード７３は風力を受けて回転方向θに沿って回転し、この回転力を用いて発電が行われる。
まず、ナセル７２の根本からブレード７３の先端に向かうブレード７３の長手方向に沿ったＲ軸を定義する。

図７は、ブレード７３を中心に定義する座標系を示す立体図である。
「Ｒ軸」は、図６で説明したようにブレード７３の長手方向に沿った軸である。回転方向θがどの方向を向いていても（上空向きでも、水平向きでも、地面向きでも）、Ｒ軸は回転方向θに追従して定義される。
「Ｒ断面」とは、Ｒ軸に垂直な平面であり、便宜上その１軸をＸ軸とし、もう１軸をＹ軸とする。

「撮影面」とは、ブレード７３をＲ断面のどの方向から撮影するかを規定する。
例えば、図７では、Ｙ軸プラス方向に画角を向けてブレード７３を撮影する撮影面aと、Ｘ軸マイナス方向に画角を向けてブレード７３を撮影する撮影面bと、Ｘ軸プラス方向の撮影面c（撮影面a,bの背後に隠れたので図示省略）と、Ｙ軸マイナス方向の撮影面ｄ（撮影面a,bの背後に隠れたので図示省略）とで、合計４面の撮影面を例示した。
なお、ブレード周囲の撮影面は、図７に示すように４つ設けてもよいし、５つなどの４つに限定せずに設けてもよい。いずれにしても、ブレード７３を複数方向から撮影することで、未撮影の箇所が発生しないようにする。

図８は、ブレード７３のＲ軸に沿った無人飛行体の飛行ルート（往動時のＦ１，復動時のＦ２）の移動を示す立体図である。ナセル７２の近傍まで移動した無人飛行体は、ブレード７３の第１端部であるナセル７２近傍の基準位置（r=1）に移動する。この基準位置が飛行ルートＦ１の始点である。
なお、１枚の分割画像３３に対して、２つの情報（No.1,r=1など）が付加される。まず、第１付加情報（No.1,No.2,…No.20)は、その撮影位置で撮影される画像ごとにユニークな識別情報３１である。つまり、識別情報３１は画像の撮影順序に従って採番された情報ともいえる。

一方、第２付加情報（r=1,2,…10)は、ブレード７３の第１端部（r=1）から対向する第２端部（r=10）までのＲ軸に沿った撮影位置の特定情報である。rの値が小さいほどナセル７２近傍側の位置を示し、rの値が大きいほどブレード７３の先端側の位置を示す。
つまり、同じ撮影位置r=1であっても、飛行ルートＦ１に従い撮影面aを撮影するときには識別情報（No.1）が付され、飛行ルートＦ２に従い撮影面bを撮影するときには識別情報（No.20）が付される。

これにより、ブレードごとの撮影位置情報を分割画像３３に付与することで、ドローンが往復動した場合にも、ブレード全体を正しく画面表示できる。例えば、撮影位置r=1が同じである２つの画像（識別情報３１＝No.1とNo.20）を並べて表示するなど、点検に適した表示をしやすく分割画像を管理できる。

ブレード７３の先端に到達した無人飛行体は、今まで撮影していた撮影面aとは別の撮影面bに対して、復動時の飛行ルートＦ２に沿って同様に撮影を開始する。つまり、無人飛行体は、基準位置に遠い第２端部（ブレード７３先端のNo.11）から第１端部（ナセル７２の根本のNo.20）へ戻る方向に移動するとともに、所定の等間隔で撮影する。

以下、上述のように構成された風車ブレード補修支援装置１００の動作について説明する。
図９は、入力部１１０に入力された撮像画像から損傷画像を切り出し、補修方法を表示させる風車ブレード補修支援処理を示すフローチャートである。
まず、ステップＳ１で入力部１１０は、撮像画像および、撮影ＩＤと撮影日時、設備情報（サイト名・号機番号・ブレード番号）、撮影したブレード位置を入力する。ここでは、入力部１１０には、図２に示すように、撮影ＩＤ「0000004」、撮影日時「2022/01/10/10:01」、設備情報として、サイト名「Ａ」（後記図１２のブレードＡ～Ｃ）、号機番号「１」、ブレード番号「１」、撮影したブレード位置「４」（後記図１２および図１３の撮影方向Ｂ－４）が入力される。

ステップＳ２で損傷個所抽出部１２１（図１）は、撮像画像から損傷画像を切り出す(抽出する)。
図１０は、損傷個所抽出部１２１が撮像画像から損傷画像を切り出したテーブル２０（損傷画像テーブル２０）の例を示す図である。図１０は、図２に示す１枚の撮像画像（撮影ＩＤ「0000004」および撮影日時「2022/01/10/10:01」）から２枚の損傷画像（〇〇.jpg、△△.jpg）を切り出した例を示す。

以下、類似画像検索部１２２（図１）は、最も類似した基準損傷画像の抽出処理（ステップＳ３）と、この基準損傷画像に紐づけられた補修方法の抽出処理（ステップＳ４～Ｓ６）と、を実行する。
・基準損傷画像の抽出処理
まず、ステップＳ３で類似画像検索部１２２は、損傷画像（〇〇.jpg、△△.jpg）を検索キーとして、最も類似した基準損傷画像を補修方法データベース１５０（図５）から抽出する。
補修方法データベース１５０（図５）から最も類似した基準損傷画像を抽出する方法を説明する。類似画像検索部１２２は、点検後（撮像後）に判定した損傷種別と損傷度（レベル）の情報と、損傷部位の補修後（補修方法，使用した補修剤結果等）の情報を過去データから選定して抽出する。具体的には、類似画像検索部１２２は、以下のような情報（(1)損傷部位 (2)損傷種類 (3)損傷度(レベル) (4)使われた補修剤 （5）補修者 (6)補修完了日）をもとに、最も類似した基準損傷画像（図５の●●.jpg）を抽出する。ここでは、類似画像検索部１２２は、損傷画像（〇〇.jpg、△△.jpg）を検索キーとして、損傷画像（〇〇.jpg、△△.jpg）に最も類似した基準損傷画像（●●.jpg）を抽出する。

・補修方法の抽出処理
次いで、ステップＳ４で補修方法情報生成部１２０（図１）は、撮像した風力発電設備と同じサイトの補修方法データベースから基準損傷画像に紐づけられた補修方法を抽出できるか否かを判別する。
撮像した風力発電設備と同じサイトの補修方法データベース１５０から基準損傷画像に紐づけられた補修方法を抽出できる場合（Ｓ４：Ｙｅｓ）、ステップＳ５に進み、基準損傷画像に紐づけられた補修方法を抽出できない場合（Ｓ４：Ｎｏ）、ステップＳ６に進む。

ステップＳ５で類似画像検索部１２２（図１）は、最も類似した基準損傷画像（図５の●●.jpg）を補修方法データベース１５０から抽出するとともに、その基準損傷画像に紐づけられた補修方法も抽出してステップＳ７に進む。

具体的には、類似画像検索部１２２は、図１０に示す損傷画像ＩＤ「損傷画像〇〇.jpg」を検索キーとして、損傷種類「亀裂」と判断し、最も類似した基準損傷画像に紐づけられた補修方法「保護テープ」を補修方法データベース１５０（図３）から抽出する（図５）。

ステップＳ６で類似画像検索部１２２は、風力発電設備とは別サイトの補修方法データベースから、基準損傷画像に紐づけられた補修方法を抽出する。
ここで、類似画像検索部１２２は、損傷画像と類似の基準損傷画像を検索する際、撮像した風力発電設備と同じサイトの補修方法データベース１５０から検索すればよい（ステップＳ５）。しかし、同じサイトの補修方法データベース１５０から検索しても見つからない場合、撮像した風力発電設備とは別サイトの補修方法データベース１５０から検索する（ステップＳ６）ことで、検索結果が見つからない事態を避けることができる。

ステップＳ７で補修方法情報生成部１２０は、表示部１６０に損傷画像（図１０の〇〇.jpg）と補修方法（図５の「保護テープ」）を表示させる。

ステップＳ８で補修方法情報生成部１２０は、補修方法データベース１５０に損傷画像（図１０の〇〇.jpg）と補修方法（図５の「保護テープ」）を紐づけて記録する。補修方法データベース１５０に、損傷画像と補修方法を追記することで、データベースが成長し、新たな損傷画像に対する抽出精度を向上させることができる。なお、前記のように、補修方法データベース１５０は、風車ブレード補修支援装置１００の外部であるクラウド上に備わるような構成でもよい。

ステップＳ９で補修内容記録部１３０は、損傷画像（図１０の〇〇.jpg）に対応する補修が行われた場合、補修記録（補修業者、補修員、補修日時）をもとにマスタ記録データベース１４０を更新（マスタ記録データベース１４０に追記)して本フローの処理を終える。

図１１は、図４のマスタ記録データベース１４０に追記される補修記録追記分データ１４０Ｃを示す図である。
図１１に示すように、補修記録追記分データ１４０Ｃは、撮影ＩＤ「0000004」および撮影日時「2022/01/10/10:01」、サイト名「Ａ」、号機番号「１」、ブレード番号「１」、撮影したブレード位置「４」、損傷画像ＩＤ「〇〇.jpg」、損傷部ＩＤ「0005」、損傷種類「亀裂」と、撮影ＩＤ「0000004」および撮影日時「2022/01/10/10:01」、サイト名「Ａ」、号機番号「１」、ブレード番号「１」、撮影したブレード位置「４」、損傷画像ＩＤ「△△.jpg」、損傷部ＩＤ「0006、損傷種類「亀裂」と、を有し、図４のマスタ記録データベース１４０に追記される。

［実施例］
<画面例>
まず、風車ブレード補修支援装置１００の画面例について述べる。
図１２は、ブレード番号n号機のブレードＡ,Ｂ,Ｃについて、撮影方向B-1～B-5でキャプチャした全体画像TIPと各長さ5～25mの画像を示す図である。図１２中の●印は、損傷について未確認であることを示し、太枠囲みは損傷ありを示している。
図１３は、図１２のブレード確認結果のうち、ブレードＢについて撮影方向B-1～B-5毎の損傷レベルLv2～Lv4および未分類表示を示す図である。
キャプチャ画像に関して補足して説明する。風車ブレード補修支援装置１００の記憶部（図示略）の画面例フォルダ（図示略）には、キャプチャ01～09のキャプチャ画像が格納されているものとする。なお、キャプチャ01～09は、一例である。

キャプチャ01：風車マスターデータ、風車毎の情報
キャプチャ02：自動飛行ルート設定、マスターデータおよび現地情報（ナセル角度）でルートを作成
キャプチャ03：ブレードを上方から見た画像
キャプチャ04：ブレードを横方向から見た画像
キャプチャ05：撮影データを自動で整理し表示した画面（図１２）
キャプチャ06：判定画面、損傷部があれば損傷度などを設定して記録
キャプチャ07：比較画面、過去の点検データと同位置を比較し、損傷部の進展度などを確認
キャプチャ08：タスク基本情報登録画面、損傷部に対する詳細情報、担当者、補修期限等を登録する
キャプチャ09：タスク登録画面、損傷部に対する補修方法、補修剤等を登録し作業指示する

<補修方法の具体例>
次に、風車ブレード補修支援装置１００の補修方法の具体例について述べる。補修方法の具体例には、１．主な損傷種類、２．損傷理由、３．補修方法がある。
１．主な損傷種類
主な損傷種類は、(1)摩耗 (2)亀裂 (3)塗装剥離 (4)FEP(Fiber Reinforced Plastics:プラスチックス系繊維強化複合材料)積層剥離 (5)保護テープ剥離 (6)落雷による貫通穴 (7)落雷による内部導体損傷 (8)レセプタ脱落 (9)折損である。
図４および図１０のマスタ記録データベース１４０では、損傷種類として、「亀裂」「クラック」を例示したが、損傷種類には、上記(1)～(9)があり、マスタ記録データベース１４０は、損傷種類(1)～(9)を記録する。

２．損傷理由
損傷理由は、経年劣化の場合には、上記(1)(2)(3)(5)がある。また、損傷理由は、落雷影響の場合には、(6)(7)(8)があり、台風の場合には、(8)(9)がある。

３．補修方法
補修方法には、剥離部・損傷部除去、研磨・切削・穴あけ、ＦＲＰ積層、パテ埋め、加温、硬化、成型、塗装、導体接続がある。

<損傷レベル判定方法を変える具体例>
次に、損傷部位に応じて損傷レベル判定方法を変える具体的なやり方について述べる。
・ブレードの構造上、部位ごとの構成品・素材が様々なため、損傷部位および状態によって補修方法が異なる。
・損傷の種類も上記のように様々であり、補修手順、補修剤の種類も異なる。
・補修は屋外で行うため、気温や湿度の影響を受ける補修剤の扱いや補修方法が異なり、気温が低い場合は加温して硬化させるなどする。
・損傷の大きさ（範囲）や深さ（内部貫通など）によっても、損傷度合いが変わるためレベル判定に影響する。
・加えて、基本的にはブレードを地上に下ろさずに補修するため、高所でどのように損傷部にアクセスするかも補修方法の一部として考慮が必要になる。
・アクセス方法には、クレーンブーム先端に搭乗設備を設置する方法（スカイボックス等）、ビルメンテナンスと同じようなゴンドラをワイヤーで吊る方法、ロープで人がぶら下がるロープアクセスなどがある。

<補修方法の具体例>
次に、信頼性の高い補修技術について述べる。
図１４は、ブレードの摩耗プロセスを説明する図である。
図１４上図は、ブレードの損傷前の状態を模式的に示す。ブレードは、内側から表面に向って順に、芯材、ＦＲＰ、パテ、塗装を有する。
図１４中図は、粒子衝突で塗装やパテが摩耗する状態を示す。加えて、図１４下図に示すように、紫外線でＦＲＰが劣化し亀裂が発生する。図１４中図から図１４下図に至るように経年に従って、補修規模は、小規模から大規模へと増大する。

図１５は、ＦＲＰ損傷例を示す図である。図１５に示すように、ブレード７３に、ＦＲＰ損傷３が発生している。整備を怠ると破損につながり、高額な修理は事業性に影響する。定期的な点検と適切な整備が重要である。
風車ブレード補修支援装置１００は、ブレードの損傷画像から、その損傷部位に対応した補修方法を提案することができる。

図１６Ａ～図１６Ｃは、ブレードの補修例を説明する図である。図１６Ａは、補修前のブレードのリーディングエッジを示す図である。図１６Ｂは、補修後のブレードのリーディングエッジを示す図である。図１６Ｃは、補修後のブレードのリーディングエッジを示す図である。

図１７Ａは、補修剤選定を説明する図である。ブレードの摩耗に従って、ＦＲＰ、パテ、塗料、保護テープを補修剤として選定する。また、図１７Ａ中央のベン図に示すように、各補修剤を組み合わせて用いる。
図１７Ｂは、図１７Ａに示す補修剤選定と補修剤の組合せをもとに、試験・検証を行う例を説明する図である。図１７Ｂ上図は、縦軸にエロージョン長さ[μｍ]、横軸に投射粒子重量[ｇ]をとった場合の資料（塗料、または塗料およびパテ）Ａ～Ｄの耐摩耗性試験結果を示す。図１７Ｂ中図は、付着性試験のイメージ図である。図１７Ｂ下図は、作業性検証のための実測図である。
図１７Ｃは、図１７Ｂの試験結果を反映したブレード補修適用例である。図１７Ｃ上図は、作業員の補修作業を示し、図１７Ｃ下図は、パテによる補修例を示す。

［効果］
以上説明したように、一実施形態に係る風車ブレード補修支援装置１００（図１）は、風力発電設備のブレード７３の損傷部位の補修を支援する風車ブレード補修支援装置であって、風力発電設備に関する設備情報、およびブレード７３の撮像画像を入力する入力部１１０と、ブレード７３の撮像画像から、損傷部位の画像を示す損傷画像を抽出する損傷個所抽出部１２１と、複数の損傷画像を基準損傷画像としてあらかじめ蓄積するとともに、基準損傷画像に対する補修方法を紐づけて記憶する補修方法データベース１５０と、抽出した損傷画像をもとに、補修方法データベース１５０に蓄積された基準損傷画像の中から最も類似した基準損傷画像を検索する類似画像検索部１２２と、補修方法データベース１５０から、検索した基準損傷画像に紐づけられた補修方法を抽出して損傷画像に組み合わせ、当該損傷画像により特定される損傷に対する補修方法情報を生成する補修方法情報生成部１２０と、を備える。

このようにすることにより、ブレード７３の損傷画像から、損傷部位に対応した補修方法を提案することができる。例えば、撮像画像中にき裂などの損傷部が存在する場合に、この損傷部とその補修方法を紐づけて管理・表示させることができる。

例えば、風車ブレード補修支援装置１００（図１）は、図１２に示すキャプチャ05：撮影データを自動で整理し表示した画面が入力された場合、損傷部位および損傷状態（損傷原因、損傷深さ、損傷の拡がり、損傷の数）に応じて、さらにブレード７３の部位ごとの構成品・素材をも考慮して、最適な補修方法（ＦＲＰ積層、パテ埋め、保護テープなど）を表示して、管理者等を支援することができる。

管理者等は、風車ブレード補修支援装置１００からの支援、具体的には表示部１６０に表示された、損傷部とその補修方法をもとに、迅速かつ適切な対応を採ることができる。損傷部とその補修方法が提案されるので、整備の促進につながり、破損等を未然に抑制することができる。定期的な点検と適切な整備に寄与するので、損傷部の損傷が拡大する前に、対策を採ることが可能になり、ひいては、風力発電設備の運用コストを低減することができる。

風車ブレード補修支援装置１００（図１）において、補修方法情報生成部１２０が生成した損傷画像により特定される損傷に対する補修方法情報を出力する出力部を備える。

このようにすることにより、管理者等は、風車ブレード補修支援装置１００から出力された、損傷部とその補修方法をもとに、迅速かつ適切な対応を採ることができる。

風車ブレード補修支援装置１００（図１）において、損傷個所抽出部１２１は、ブレード７３の撮像画像に、損傷部位の画像が複数ある場合、各損傷部位の画像を分離して切り出すことを特徴とする。

このようにすることにより、撮像した画像情報から、損傷個所を別々に切り出すことで、各損傷部位に対応した補修方法を提案することができる。

風車ブレード補修支援装置１００（図１）において、補修方法情報生成部１２０は、損傷画像により特定される損傷に対する補修方法情報を生成した場合、生成に用いた損傷画像と補修方法データベース１５０から抽出した補修方法を紐づけて、補修方法データベース１５０に追加することを特徴とする。

このようにすることにより、補修方法データベース１５０が成長して、新たな損傷画像に対する抽出精度を向上させることができる。

風車ブレード補修支援装置１００（図１）において、損傷画像に対応する補修が行われた場合、補修記録をマスタ記録データベース１４０に追記する補修内容記録部１３０を備え、補修内容記録部１３０は、設備情報と損傷画像、および補修記録を紐づけて、マスタ記録データベース１４０へ更新することを特徴とする。

このようにすることにより、マスタ記録データベース１４０を成長させることができ、検索精度を向上させることができる。

風車ブレード補修支援装置１００（図１）において、補修方法情報生成部１２０が、撮像した風力発電設備の補修方法データベース１５０から基準損傷画像に紐づけられた補修方法を抽出できないとき、撮像した風力発電設備とは別の風力発電設備に配置されている補修方法データベース１５０から、基準損傷画像に紐づけられた補修方法を抽出することを特徴とする。

このようにすることにより、別サイトの画像情報に基づき補修方法を抽出することができ、検索結果が見つからない事態を避けることができる。

なお、本実施形態では、風車ブレード補修支援装置１００が表示対象とする構造物として、無人飛行体により空撮される風車７０のブレード７３（図５）を例示したが、ブレード７３の撮像画像を入力するものであればよく、無人飛行体を用いないもの、例えば大型クレーンに撮像装置を設置するものでもよい。

上記した実施形態例は本発明をわかりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態例の構成の一部を他の実施形態例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態例の構成に他の実施形態例の構成を加えることも可能である。また、各実施形態例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

１０ 設備情報テーブル（設備情報）
２０ 損傷画像テーブル（損傷画像）
７０ 風車
７１ タワー
７２ ナセル
７３ ブレード（風車ブレード）
１００ 風車ブレード補修支援装置
１１０ 入力部
１２０ 補修方法情報生成部
１２１ 損傷個所抽出部
１２２ 類似画像検索部
１３０ 補修内容記録部
１４０ マスタ記録データベース
１４０Ｃ 補修記録追記分データ
１５０ 補修方法データベース
１６０ 表示部（出力部）
Ｓ１ 風力発電設備に関する設備情報、および風車ブレードの撮像画像を入力する入力ステップ
Ｓ２ 風車ブレードの撮像画像から、損傷部位の画像を示す損傷画像を抽出する抽出ステップ
Ｓ３ 抽出した損傷画像をもとに、補修方法データベースに蓄積された基準損傷画像の中から最も類似した基準損傷画像を検索する検索ステップ
Ｓ７ 補修方法データベースから、検索した基準損傷画像に紐づけられた補修方法を抽出して損傷画像に組み合わせ、損傷画像により特定される損傷に対する補修方法情報を生成する生成ステップ
Ｓ８ 複数の損傷画像を基準損傷画像としてあらかじめ蓄積するとともに、基準損傷画像に対する補修方法を紐づけて補修方法データベースに記憶する記憶ステップ

Claims (8)

1. 風力発電設備の風車ブレードの損傷部位の補修を支援する風車ブレード補修支援装置であって、
   前記風力発電設備に関する設備情報、および前記風車ブレードの撮像画像を入力する入力部と、
   前記風車ブレードの撮像画像から、損傷部位の画像を示す損傷画像を抽出する損傷個所抽出部と、
   複数の損傷画像を基準損傷画像としてあらかじめ蓄積するとともに、前記基準損傷画像と当該基準損傷画像を補修した際の複数の補修方法を紐づけて記憶する補修方法データベースと、
   前記補修方法データベースを参照して、抽出した前記損傷画像をもとに、前記補修方法データベースに蓄積された基準損傷画像の中から最も類似した基準損傷画像を検索する類似画像検索部と、
   前記補修方法データベースから、検索した前記基準損傷画像に紐づけられた補修方法を抽出して前記損傷画像に組み合わせ、当該損傷画像により特定される損傷に対する補修方法情報を生成する補修方法情報生成部と、
   前記補修方法情報生成部が生成した前記損傷画像により特定される損傷に対する補修方法情報を出力する出力部と、を備え、
   前記補修方法データベースは、複数の損傷種類、損傷理由、および補修方法を有し、
   前記補修方法情報生成部は、前記補修方法データベースに記憶された複数の前記損傷種類のうち、抽出した前記損傷画像をもとに損傷理由による前記損傷種類を推定し、推定した前記損傷種類を補修するのに最も適した補修方法情報を生成する
   ことを特徴とする風車ブレード補修支援装置。
2. 前記補修方法情報生成部は、損傷部位および損傷状態に応じて損傷レベルを判定し、判定した損傷レベルをもとに前記補修方法を変える
   ことを特徴とする請求項１に記載の風車ブレード補修支援装置。
3. 前記損傷個所抽出部は、
   前記風車ブレードの撮像画像に、損傷部位の画像が複数ある場合、各損傷部位の画像を分離して切り出す
   ことを特徴とする請求項１に記載の風車ブレード補修支援装置。
4. 前記設備情報は、撮像した前記風力発電設備が設置されたサイト名、当該風力発電設備の号機番号およびブレード番号を含む
   ことを特徴とする請求項１に記載の風車ブレード補修支援装置。
5. 前記補修方法情報生成部は、前記損傷画像により特定される損傷に対する補修方法情報を生成した場合、生成に用いた損傷画像と前記補修方法データベースから抽出した補修方法を紐づけて、前記補修方法データベースに追加する
   ことを特徴とする請求項１に記載の風車ブレード補修支援装置。
6. 前記損傷画像に対応する補修が行われた場合、補修記録をマスタ記録データベースに追記する補修内容記録部を備え、
   前記補修内容記録部は、前記設備情報と前記損傷画像、および前記補修記録を紐づけて、前記マスタ記録データベースへ更新する
   ことを特徴とする請求項１に記載の風車ブレード補修支援装置。
7. 前記補修方法情報生成部が、撮像した前記風力発電設備の前記補修方法データベースから基準損傷画像に紐づけられた補修方法を抽出できないとき、撮像した前記風力発電設備とは別の風力発電設備に配置されている補修方法データベースから、前記基準損傷画像に紐づけられた補修方法を抽出する
   ことを特徴とする請求項１に記載の風車ブレード補修支援装置。
8. 風力発電設備の風車ブレードの損傷部位の補修を支援する風車ブレード補修支援方法であって、
   前記風力発電設備に関する設備情報、および前記風車ブレードの撮像画像を入力する入力ステップと、
   前記風車ブレードの撮像画像から、損傷部位の画像を示す損傷画像を抽出する抽出ステップと、
   複数の損傷画像を基準損傷画像としてあらかじめ蓄積するとともに、前記基準損傷画像に対する補修方法を紐づけて記憶している補修方法データベースを参照して、抽出した前記損傷画像をもとに、前記補修方法データベースに蓄積された基準損傷画像の中から最も類似した基準損傷画像を検索する検索ステップと、
   前記補修方法データベースから、検索した前記基準損傷画像に紐づけられた補修方法を抽出して前記損傷画像に組み合わせ、当該損傷画像により特定される損傷に対する補修方法情報を生成するとともに、
   複数の損傷種類、損傷理由、および補修方法を有する前記補修方法データベースに記憶された複数の前記損傷種類のうち、抽出した前記損傷画像をもとに損傷理由による前記損傷種類を推定し、推定した前記損傷種類を補修するのに最も適した補修方法情報を生成する生成ステップと、を有する
   ことを特徴とする風車ブレード補修支援方法。

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