CN105765374A - 隧道衬砌面调査系统以及用于隧道衬砌面调査系统的车辆 - Google Patents

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Abstract

本发明旨在使得能够按每个跨距来调查隧道的健全度(劣化度)。通过将表示在将拍摄单元固定于第1拍摄位置的状态下由拍摄单元拍摄到的隧道衬砌面的两侧面当中的一个单侧侧面的第1图像、与表示在将拍摄单元固定于第2拍摄位置的状态下由拍摄单元拍摄到的隧道衬砌面的两侧面当中另一单侧侧面的第2图像进行对接，并指示隧道衬砌面的成为同一跨距的部位，从而按隧道衬砌面的每个跨距来合成为表示隧道衬砌面的两侧面的图像。

Description

隧道衬砌面调査系统以及用于隧道衬砌面调査系统的车辆
技术领域
本发明涉及隧道衬砌面调査系统以及用于隧道衬砌面调査系统的车辆，尤其涉及用于通过图像将隧道衬砌面的裂纹等的损伤状态可视化来调查隧道的健全度(劣化度)的系统以及车辆。
背景技术
本发明申请人已经如专利文献1所示，提出了一种隧道衬砌面调査系统，其当车辆在隧道内行驶过程中，通过搭载于该车辆的拍摄单元来拍摄隧道衬砌面的图像，并加工成用于调查隧道衬砌面的调査对象图像。
根据该专利文献1中提出的发明，能够一边使1台车辆行驶一边获取隧道衬砌面的图像，并能够使用该图像，通过图像将隧道衬砌面的裂纹等的损伤状态可视化，来调查隧道的健全度(劣化度)。
专利文献1：JP特开2014-95627号
发明内容
发明要解决的课题
隧道衬砌面是按每个跨距来构筑的。隧道衬砌面按每个跨距通过接缝来进行划分，并对各跨距赋予用于确定隧道衬砌面的部位的跨距编号(衬砌编号)。
由此，在调查隧道的健全度(劣化度)时，期望通过跨距编号(衬砌编号)来管理图像，按每个跨距来提取裂纹的宽度、长度、方向以及形状、密度、有无漏水以及风化、其他异状的发生状况，并谋划对策。
本发明鉴于上述情况而作，其要解决的课题在于，使得能够将使车辆行驶而得到的隧道衬砌面的图像加工成表示每个跨距的隧道衬砌面的两侧面的图像，按每个跨距来调查隧道的健全度(劣化度)。
用于解决课题的手段
第1发明的特征是一种隧道衬砌面调査系统，其在车辆于隧道内行驶的过程中，由搭载于该车辆的拍摄单元对隧道衬砌面的图像进行拍摄，并加工成用于调查隧道衬砌面的调査对象图像，所述隧道衬砌面调査系统具备：拍摄单元，其搭载于所述车辆，并具有隧道衬砌面的两侧面当中的单侧侧面的拍摄范围；固定/反转单元，其使所述拍摄单元固定于能够拍摄隧道衬砌面的两侧面当中的一个单侧侧面的第1拍摄位置，并且使所述拍摄单元反转，使所述拍摄单元固定于能够拍摄隧道衬砌面的两侧面当中的另一单侧侧面的第2拍摄位置；以及图像加工单元，其通过将第1图像与第2图像进行对接，并指示隧道衬砌面的成为同一跨距的部位，从而按隧道衬砌面的每个跨距来合成为表示隧道衬砌面的两侧面的图像，其中所述第1图像是表示在将所述拍摄单元固定于所述第1拍摄位置的状态下由所述拍摄单元拍摄的隧道衬砌面的两侧面当中的一个单侧侧面的图像，所述第2图像是表示在将所述拍摄单元固定于所述第2拍摄位置的状态下由所述拍摄单元拍摄的隧道衬砌面的两侧面当中的另一单侧侧面的图像。
第2发明的特征在于，在第1发明中，所述拍摄单元包含沿隧道衬砌面的周向排列并对沿隧道衬砌面的周向的各区域的图像进行拍摄的多个线传感器，所述图像加工单元通过将在所述多个线传感器被固定于所述第1拍摄位置的状态下由所述多个线传感器拍摄的各区域的图像、与在所述多个线传感器被固定于所述第2拍摄位置的状态下由所述多个线传感器拍摄的各区域的图像进行对接，并指示隧道衬砌面的成为同一跨距的部位，从而按隧道衬砌面的每个跨距来合成为表示隧道衬砌面的两侧面的图像。
第3发明的特征在于，在第1发明或第2发明中，所述拍摄单元包含沿隧道衬砌面的周向排列并对沿隧道衬砌面的周向的各区域的图像进行拍摄的多个线传感器，所述固定/反转单元包含L字状构件和定位单元，所述L字状构件是以驱动轴为旋转中心沿隧道衬砌面的周向可自如旋转90°的构件，是将所述多个线传感器沿隧道衬砌面的周向进行了配置的L字状构件，所述定位单元将该L字状构件定位于所述第1拍摄位置，并且在所述L字状构件被沿隧道衬砌面的周向旋转90°而位于所述第2拍摄位置时，将所述L字状构件定位于该第2拍摄位置。
第4发明的特征是一种用于隧道衬砌面调査系统的车辆，具备：拍摄单元，其具有隧道衬砌面的两侧面当中至少单侧侧面的拍摄范围，并包含多个线传感器，该多个线传感器沿隧道衬砌面的周向排列，并对沿隧道衬砌面的周向的各区域的图像进行拍摄；以及固定/反转单元，其使所述拍摄单元固定于能够拍摄隧道衬砌面的两侧面当中的一个单侧侧面的第1拍摄位置，并且使所述拍摄单元反转，使所述拍摄单元固定于能够拍摄隧道衬砌面的两侧面当中的另一单侧侧面的第2拍摄位置，该固定/反转单元包含L字状构件和定位单元，所述L字状构件是以驱动轴为旋转中心沿隧道衬砌面的周向可自如旋转90°的构件，是将所述多个线传感器沿隧道衬砌面的周向进行了配置的L字状构件，所述定位单元将该L字状构件定位于所述第1拍摄位置，并在所述L字状构件被沿隧道衬砌面的周向旋转90°而位于所述第2拍摄位置时，将所述L字状构件定位于该第2拍摄位置。
发明效果
根据本发明，通过能够使搭载了具有隧道衬砌面的两侧面当中的单侧侧面的拍摄范围的拍摄单元的车辆行驶，来获取隧道衬砌面的两侧面的图像。根据本发明，能够按每个跨距来获得表示隧道衬砌面的两侧面的图像。
由此，使得能够按每个跨距来调查隧道衬砌面的健全度(劣化度)，并能够按每个跨距来管理调査结果。
附图说明
图1是表示用于本发明所涉及的隧道衬砌面调査系统的车辆的左侧面的图。
图2是表示车辆在隧道内的左侧的行车道行驶的状态的断面图，是表示使用线传感器以及卤素灯拍摄了隧道的衬砌面的状况的图。
图3是与图2对应的图，是表示车辆在隧道内的右侧的超车道行驶的状态的断面图。
图4是以俯视图来表示固定/反转单元的构成的图。
图5是表示将拍摄单元固定于第2拍摄位置的状态的图。
图6表示载台构件、L字状构件的断面，是表示图4中的箭视A-A断面的图。
图7是与图4对应的图，是表示将设置于L字状构件的照明单元从卤素灯变更为LED组件的变形例的图。
图8是表示LED组件的内部构成的图，图8(a)是表示图7的状态下的内部的横断面图，图8(b)是纵断面图。
图9是表示在实施例的隧道衬砌面调査系统中所进行的处理的步骤的图。
图10(a)、(b)、(c)、(d)、(e)是说明在个人计算机中进行的图像加工处理的图。
图11(a)、(b)是用于说明变形校正图像处理(图10(b))的图。
图12(a)、(b)、(c)是用于说明变形校正图像处理(图10(b))的图。
图13(a)、(b)是用于说明将各图像进行对接并指示隧道衬砌面的成为同一跨距的部位的处理(图10(c))的图。
图14(a)、(b)、(c)是用于说明斜影校正(仰角校正)图像处理(图10(d))的图。
图15(a)、(b)是用于说明按隧道衬砌面的每个跨距来合成为表示隧道衬砌面的两侧面的图像的处理(图10(e))的图。
图16是表示隧道衬砌面的健全度(劣化度)的调査例的图。
符号的说明
1车辆10拍摄单元20照明单元30固定/反转单元32L字状构件34定位单元100隧道衬砌面S(S1、S2、S3……Sn)跨距110-1、110-2、110-3……110-n合成后的图像
具体实施方式
以下，参照附图来说明本发明所涉及的隧道衬砌面调査系统以及用于隧道衬砌面调査系统的车辆的实施方式。
图1示出用于本发明所涉及的隧道衬砌面调査系统的车辆1的左侧面。
车辆1例如是基于道路维持作业中使用的作业用卡车的作业车辆。
车辆1的装货台部分呈箱体状，箱体的一个侧面(在图1中为左侧面)的门扇与箱体的顶面的门扇可自由开闭。在图1中，示出了门扇打开的状态。
拍摄单元10以及照明单元20设置于车辆1的装货台使得在车辆1的上述门扇打开时能够拍摄隧道的衬砌面并能够照明。
拍摄单元10设想了线传感器(linesensor)(摄像机)。在实施例中，设想了3台线传感器10a、10b、10c。此外，以下，在代表3台线传感器10a、10b、10c时，称为线传感器10。
照明单元20设想了卤素灯。此外，可以将金属卤化物灯(HID)、LED照明作为光源。在实施例中，设想了12台卤素灯20a、20b、20c、20d、20e、20f、20g、20h、20i、20j、20k、20l。此外，以下，在代表12台卤素灯20a～20l时，称为卤素灯20。
线传感器10固定于固定/反转单元30使得相对于车辆1的行进方向垂直的方向成为准直线11a的方向。线传感器10以相对于图1的图面向纵深方向以及看者方向扩展的给定视角对拍摄范围11进行拍摄。
卤素灯20固定于固定/反转单元30使得朝着相对于车辆1的行进方向垂直的方向投射光。将线传感器10与卤素灯20的位置关系设定为线传感器10的准直线11a进入卤素灯20的照射范围21内。
图像处理部40接收由线传感器10拍摄到的摄像数据，进行生成隧道衬砌面的图像的图像处理。
图2是表示车辆1在隧道内的左侧的行车道150L行驶的状态的断面图，示出了使用线传感器10以及卤素灯20来拍摄隧道的衬砌面100的状况。此外，为了方便说明，将隧道的中心线TC的图中左侧的路面称为左侧的行车道150L，将隧道的中心线TC的图中右侧的路面称为右侧的超车道150R。另外，将隧道的衬砌面100当中由隧道的中心线TC划分出的左侧作为左侧侧面100L，将隧道的衬砌面100当中由隧道的中心线TC划分出的右侧作为右侧侧面100R。
如图2所示，拍摄单元10是具有隧道衬砌面100的两侧面100L、100R当中的至少单侧侧面(在图2中为左侧面100L)的拍摄范围的拍摄单元，其构成为包含沿隧道衬砌面100的周向进行排列且对沿隧道衬砌面100的周向的各区域100A、100B、100C分别进行拍摄的多台(在实施例中为3台)线传感器10a、10b、10c。线传感器10a、10b、10c各具有61°的视角。因此关于各区域100A、100B、100C，相邻区域彼此的一部分重叠。
照明单元20如在图4中后述的那样(图2中未图示)，是具有隧道衬砌面100的两侧面100L、100R当中的至少单侧侧面(在图2中为左侧面100L)的照射范围的照明单元，其构成为包含沿隧道衬砌面100的周向排列且对沿隧道衬砌面100的周向的各区域100A、100B、100C进行照射的多台(在实施例中为12台)卤素灯20a～20l(参照图4)。
固定/反转单元30是使拍摄单元10固定于能够拍摄隧道衬砌面100的两侧面当中的一个单侧侧面即左侧面100L的第1拍摄位置，并且使拍摄单元10反转而使拍摄单元10固定于能够拍摄隧道衬砌面100的两侧面当中的另一单侧侧面即右侧面100R的第2拍摄位置的固定/反转单元，其构成为包含L字状构件32以及定位单元(图2中未图示，在图4中后述)，L字状构件32是以驱动轴31为旋转中心沿隧道衬砌面100的周向可自由旋转90°的构件，是沿隧道衬砌面100的周向配置了多台(图2中为3台)线传感器10a、10b、10c的L字状构件，定位单元将该L字状构件32定位于第1拍摄位置，并且在L字状构件32被沿隧道衬砌面100的周向旋转90°而位于第2拍摄位置时，将该L字状构件32定位于该第2拍摄位置。
在固定/反转单元30位于第1拍摄位置时，照明单元20也同样地位于第1拍摄位置，对与第1拍摄位置对应的拍摄区域100A、100B、100C进行照明，在固定/反转单元30位于第2拍摄位置时，照明单元20也同样地位于第2拍摄位置，对与第2拍摄位置对应的拍摄区域100D、100E、100F(参照图3)进行照明。
图3是与图2对应的图，是表示车辆1在隧道内的右侧的超车道150R行驶的状态的断面图。
图3示出了通过固定/反转单元30从第1拍摄位置(图2)起向右反转90°而将拍摄单元10以及照明单元20定位固定于第2拍摄位置的状态。
如图3所示，拍摄单元10拍摄隧道衬砌面100的右侧侧面100R。即，线传感器10a、10b、10c分别对沿隧道衬砌面100的周向的各区域100D、100E、100F进行拍摄。
照明单元20对隧道衬砌面100的右侧侧面100R进行照明。即，12台卤素灯20a～20l向沿隧道衬砌面100的周向的各区域100D、100E、100F照射光。
图4以俯视图示出固定/反转单元30的构成。
L字状构件32是具有相对于经过作为旋转中心的驱动轴31的对象轴ml而左右对称的臂部32L、32R，相同长度的臂部32L、32R垂直交叉而一体形成的构件，在L字状构件32的上表面32S，按照左右对称的方式排列有12台卤素灯20a～20l。
在L字状构件32的内侧拐角部，按照相对于对象轴ml左右对称的方式，安装有三角形状的载台构件33。在载台构件33的上表面33S，按照相对于对象轴ml左右对称的方式，排列有3台线传感器10a、10b、10c。定位单元34构成为包含T字状构件35。T字状构件35固定于在车辆1的装货台配备的框架。L字状构件32相对于固定于框架的T字状构件35，相对地以驱动轴31为旋转中心进行转动。驱动轴31由未图示的电动机等驱动单元进行驱动。
T字状构件35是相对于经过驱动轴31的对象轴m2左右对称的构件，是从驱动轴31到端部为相同长度的臂部35L、35R、35M垂直交叉而一体形成的构件，在臂部35L、35R、35M，分别形成有与驱动轴31等距离的孔35a、35b、35c。
在L字状构件32的臂部32L、32R，形成有与驱动轴31等距离的孔32a、32b。
图4示出了将拍摄单元10固定于第1拍摄位置的状态。
T字状构件35的臂部35M与L字状构件32的臂部32L重合，孔35c与孔32a成为相同位置，并且T字状构件35的臂部35R与L字状构件32的臂部32R重合，孔35b与孔32b成为相同位置。在该状态下，在孔35c和孔32a插通未图示的销，并且在孔35b和孔32b插通未图示的销，从而将拍摄单元10以及照明单元20固定于第1拍摄位置。
图5示出了将拍摄单元10固定于第2拍摄位置的状态。
若从图4所示的状态起，如图4、图5中箭头所示，通过驱动轴31将L字状构件32向右旋转90°，则T字状构件35的臂部35L与L字状构件32的臂部32L重合，孔35a与孔32a成为相同位置，并且T字状构件35的臂部35M与L字状构件32的臂部32R重合，孔35c与孔32b成为相同位置。在该状态下，在孔35a和孔32a插通未图示的销，并且在孔35c和孔32b插通未图示的销，从而将拍摄单元10以及照明单元20固定于第2拍摄位置。
图6示出了载台构件33、L字状构件32的断面，示出了图4中的箭视A-A断面。载台构件33的上表面33S设置于比L字状构件32的上表面32更高的位置。因此，线传感器10安装于比卤素灯20更高的位置。
在此，设定了线传感器10与卤素灯20的位置关系，使得线传感器10的准直线11a进入卤素灯20的照射范围21内，并且线传感器10的准直线11a不对卤素灯20等造成干扰。此外，线传感器10的视角11向图6的图面的纵深方向以及看者方向扩展。
图7是与图4对应的图，示出了将设置于L字状构件32的照明单元20变更为LED组件20来取代卤素灯20的变形例。即，在L字状构件32的上表面32S，左右对称地排列了4台LED组件20A、20B、20C、20D。4台LED组件20A、20B、20C、20D具有与卤素灯20a～20l相同的照射范围21。
图8是表示LED组件20的内部构成的图，图8(a)是以图7的上表面观察的横断面图，图8(b)是以图7的断面观察的纵断面图。
LED组件20构成为包含：线状的LED基板22，其沿隧道衬砌面100的周向(相对于车辆1的行进方向垂直的方向)排列有多个LED22a；圆柱状的棒透镜23，其对由线状的LED基板22发出的光进行折射，具有与线状的LED基板22的LED阵列长度对应的长边方向的长度；盖玻璃24，其使由棒透镜23折射后的光25透过而出射至外部；以及风扇26，其用于冷却线状的LED基板22。
此外，在上述的实施例中设想由3台线传感器10a、10b、10c构成了拍摄单元10的情况来进行了说明，但也可以由比这更多的数量的拍摄单元来构成，还可以由1台拍摄单元来构成。例如，将具有能够拍摄隧道衬砌面100的单侧侧面的拍摄范围的1台线传感器20安装于固定/反转单元30，在第1拍摄位置由1台线传感器20来拍摄左侧面100L，之后使其反转90°，在第2拍摄位置由1台线传感器20来拍摄右侧面100R，也能够实现以1台线传感器20来拍摄隧道衬砌面100的两侧面100L、100R。
图9示出了在实施例的隧道衬砌面调査系统中进行的处理的步骤。
首先，在将线传感器10a、10b、10c以及卤素灯20a～20l固定于第1拍摄位置的状态下，使车辆1沿左侧的行车道150L行驶。一边使车辆1行驶，一边使3台线传感器10a、10b、10c以及卤素灯20a～20l进行动作。由此隧道衬砌面100的左侧侧面100L的各区域100A、100B、100C被3台线传感器10a、10b、10c依次拍摄。由各线传感器10a、10b、10c拍摄到的隧道衬砌面100的左侧侧面100L的各区域100A、100B、100C的图像的数据被取入至图像处理部40。(参照图2；步骤201)。
接着，通过固定/反转单元30使线传感器10a、10b、10c以及卤素灯20a～20l反转90°(步骤202)。
在将线传感器10a、10b、10c以及卤素灯20a～20l固定于第2拍摄位置的状态下，使车辆1沿右侧的超车道150R行驶。
一边使车辆1行驶，一边使3台线传感器10a、10b、10c以及卤素灯20a～20l进行动作。由此隧道衬砌面100的右侧侧面100R的各区域100D、100E、100F被3台线传感器10a、10b、10c依次拍摄。由各线传感器10a、10b、10c拍摄到的隧道衬砌面100的右侧侧面100R的各区域100D、100E、100F的图像的数据被取入至图像处理部40。(参照图3；步骤203)。
为了图像加工，将被取入至图像处理部40的隧道衬砌面100的左侧侧面100L的各区域100A、100B、100C的图像数据以及右侧侧面100R的各区域100D、100E、100F的图像数据取入到例如外部的个人计算机(步骤204)。
接着，进行后述的变形校正图像处理(步骤205)。
接着，如后所述，将由3台线传感器10a、10b、10c拍摄到的各区域100A、100B、100C、100D、100E、100F的图像彼此进行对接，并指示隧道衬砌面100的成为同一跨距S的部位(步骤206)。
接着，进行后述的斜影校正(仰角校正(仰り補正))图像处理(步骤207)。
接着，按隧道衬砌面100的每个跨距S1、S2……Sn来合成为表示隧道衬砌面100的两侧面100L、100R的图像110-1、110-2……110-n(步骤208)。
图10是说明在个人计算机中进行的图像加工处理的图。
即，取入表示隧道衬砌面100的左侧侧面100L以及右侧侧面100R的各区域100A、100B、100C、100D、100E、100F的各图像110A、110B、110C、110D、110E、110F(图10(a))，对各图像110A、110B、110C、110D、110E、110F进行变形校正图像处理(图10(b))，将各图像110A、110B、110C、110D、110E、110F进行对接，指示隧道衬砌面100的成为同一跨距S的部位(图10(c))，进行斜影校正(仰角校正)图像处理(图10(d))，按隧道衬砌面100的每个跨距S1、S2……Sn来合成为表示隧道衬砌面100的两侧面100L、100R的图像110-1、110-2……110-n(图10(e))。
图11、图12是用于说明变形校正图像处理(图10(b))的图。
若设置拍摄单元10使得拍摄单元10的准直与隧道衬砌面100正交，则由于照明单元20与拍摄单元10的位置关系，在隧道衬砌面100的表面因水滴等而结露的情况下，成为正反射，在由拍摄单元10摄像得到的图像中部分地映入结露，有可能本来应摄像的裂纹等缺陷的判别变得困难。因此，为了避免该情况，使照明单元20的照射方向的轴与拍摄单元10的拍摄方向的轴(准直)倾斜是有效的。
即，将拍摄单元(线传感器)10设置为：如图11(a)所示，从车辆1的侧面观察，拍摄单元(线传感器)10的准直线11a相对于铅直方向，也就是与隧道衬砌面100的顶面垂直的方向，向前方倾斜角度α(例如8°)，并且如图11(b)所示，从车辆1的上表面观察，拍摄单元(线传感器)10的准直线11a相对于水平方向，也就是与隧道衬砌面100的侧面垂直的方向，向前方倾斜角度α(例如8°)。
使照明单元(卤素灯)20的照射方向也同样地倾斜。
图12(a)示出拍摄单元(线传感器)10的准直线11a与隧道衬砌面100的接缝111的关系。隧道衬砌面100的各跨距S1、S2……由相对于车辆1的行进方向(隧道的中心线TC的方向)正交的接缝111来划分。
如上所述，若使照明单元20的照射方向的轴与拍摄单元10的拍摄方向的轴(准直)倾斜，则准直线11a的方向与接缝111的方向以给定角度β交叉，准直线11a通过接缝111的定时根据每个像素而不同，因此由拍摄单元(线传感器)10拍摄到的图像中的接缝111呈曲线状变形(图12(b))。
因此，进行将拍摄到的图像中的变形的接缝111校正为本来的直线状的图像处理(图12(c))。
图13是用于说明将各图像110A～110F进行对接并指示隧道衬砌面100的成为同一跨距S的部位的处理(图10(c))的图。
该处理以通过变形校正图像处理而成为直线状的接缝111为基准线来进行。
如图13(a)所示，在个人计算机的画面上，对针对隧道衬砌面100的左侧侧面100L而得到的各图像110A、110B、110C进行排列使得成为同一位置。对位以成为直线状的接缝111为基准线来进行。
各线传感器10a、10b、10c几乎同时断开快门，因此各图像110A、110B、110C的接缝111的位置在画而上成为大致相同的位置。此外，隧道衬砌面100中有用于确定KP(公里标杆)、跨距编号(衬砌编号)、照明编号等的位置的要素，由于在各图像中对其进行了摄像，因此也可以以它们为标识来识别位置。
接着，从各图像110A、110B、110C之中，指示隧道衬砌面100的成为同一跨距S的部位。例如，若在各图像110A、110B、110C当中，成为跨距S1的部位分别为110A-1、110B-1、110C-1(以下，作为表示跨距S1的图像数据的符号来使用)，则将用于确定这些成为同一跨距S1的部位110A-1、110B-1、110C-1的图像数据110A-1、110B-1、110C-1与表示跨距S1的地址建立对应地存放至车道1(行车道150L)的文件夹L1。以下，同样地，指示成为同一跨距S2、S3……Sn的部位，将用于确定成为同一跨距S2、S3……Sn的部位的图像数据存放至车道1(行车道150L)的文件夹L1。
超车道150R也同样地进行。即，如图13(b)所示，若在各图像110D、110E、110F当中，成为跨距S1的部位分别为110D-1、110E-1、110F-1(以下，作为表示跨距S1的图像数据的符号来使用)，则将用于确定这些成为同一跨距S1的部位110D-1、110E-1、110F-1的图像数据110D-1、110E-1、110F-1与表示跨距S1的地址建立对应地存放至车道2(超车道150R)的文件夹L2。以下，同样地，指示成为同一跨距S2、S3……Sn的部位，将用于确定成为同一跨距S2、S3……Sn的部位的图像数据存放至车道2(超车道150R)的文件夹L2。
图14是用于说明斜影校正(仰角校正)图像处理(图10(d))的图。
图14(a)示出隧道衬砌面100与线传感器10a、10b、10c的位置关系。
线传感器10a、10b、10c位于相对于隧道的中心线TC偏移(offset)的位置。因此，线传感器10a、10b、10c的准直线11a相对于作为拍摄对象物的隧道衬砌面100并未正对，而是倾斜的。因此对于线传感器10a、10b、10c而言，较近的隧道衬砌面100被摄像得较大，较远的隧道衬砌面100被摄像得较小。
如图14(b)所示，由线传感器10(例如线传感器10c)拍摄的区域例如以100C示出，但在该拍摄区域100C当中，所分割出的各分割区域100C-1、100C-2、100C-3、100C-4、100C-5中，在距离线传感器10最近的分割区域100C-1将隧道衬砌面100摄像得最大，在距离线传感器10最远的分割区域100C-5将隧道衬砌面100摄像得最小。
为此，进行图像处理，使得在图像的各区域以实际的大小对作为拍摄对象物的隧道衬砌面100进行摄像。
斜影校正(仰角校正)图像处理所需要的关于线传感器10的参数给出如下(参照图14(c))。
θ：表示线传感器10的拍摄方向(准直线11a)的角度(相对于水平线HL的角度)
X：线传感器10(透镜、传感器)的二维水平方向位置(以隧道的中心线TC为基准的相对位置)
Y：线传感器10(透镜、传感器)的二维铅直方向位置(以隧道的路面150L、150R为基准的相对位置)
φ：线传感器10的视角
若得到上述参数θ、X、Y、φ，并得到表示隧道的形状的数据例如CAD图面，则在图14(b)中，按各分割区域100C-1、100C-2、100C-3、100C-4、100C-5，求取从线传感器10到隧道衬砌面100的距离d1、d2、d3、d4、d5。
然后，根据该求出的距离d1、d2、d3、d4、d5，按各分割区域100C-1、100C-2、100C-3、100C-4、100C-5来进行图像处理，使得以实际的大小对作为拍摄对象物的隧道衬砌面100进行摄像。
图15是用于说明按隧道衬砌面100的每个跨距S1、S2……Sn来合成为表示隧道衬砌面100的两侧面100L、100R的图像110-1、110-2……110-n的处理(图10(e))的图。
如图15(a)所示，从车道1(行车道150L)的文件夹L1中，读出与表示跨距S1的地址建立了对应的图像数据110A-1、110B-1、110C-1。同样地，从车道2(超车道150R)的文件夹L2中，读出与表示跨距S1的地址建立了对应的图像数据110D-1、110E-1、110F-1。
接着，在个人计算机的画面上，针对图像110A-1、110B-1、110C-1、110D-1、110E-1、110F-1，分别指示应对相邻图像彼此进行结合的对应点PT。
各区域100A、100B、100C、100D、100E、100F是相邻区域彼此的一部分重叠地进行了拍摄。考虑该重叠部分来指示对应点PT。
于是，如图15(b)所示，以对应点PT为基准来对图像110A-1、110B-1、110C-1、110D-1、110E-1、110F-1彼此进行合成，针对隧道衬砌面100的跨距S1，得到左右两侧面100L、100R的图像110-1。
以下，针对跨距S2、S3……Sn也进行同样的处理，如图15(b)所示，按隧道衬砌面100的每个跨距S2、S3……Sn得到表示隧道衬砌面100的两侧面100L、100R的图像110-2、110-3……110-n。各图像110-2、110-3……110-n存放至给定的文件L3，用于调查隧道衬砌面100的健全度。
如上所述，根据本实施例，通过使搭载了具有隧道衬砌面100的两侧面100L、100R当中的单侧侧面的拍摄范围的拍摄单元10的车辆1行驶，能够获取隧道衬砌面100的两侧面100L、100R的图像。根据本实施例，能够按每个跨距S1、S2……Sn，得到表示隧道衬砌面100的两侧面100L、100R的图像图像110-1、110-2……110-n。由此，能够按每个跨距S1、S2……Sn来调查隧道衬砌面100的健全度(劣化度)，并能够按每个跨距S1、S2……Sn来管理调査结果。
图16示出了隧道衬砌面100的健全度(劣化度)的调査例。
图16示出了从文件L3中读出各跨距S1、S2、S3、S4、S5、S6的图像110-1、110-2、110-3、110-4、110-5、110-6，并在个人计算机的画面上连续显示的状态。操作者在画面上进行从隧道衬砌面100的图像之中确定有可能剥离的裂纹部位并描画裂纹300的处理。
由此，按各跨距S1、S2、S3、S4、S5、S6来提取裂纹300的宽度、长度、方向以及形状、密度，并与各跨距S1、S2、S3、S4、S5、S6的图像数据110-1、110-2、110-3、110-4、110-5、110-6建立对应地进行存储。同样地，也可以提取风化的有无、其他异状的发生状况。
因此，根据本实施例，能够按每个跨距S1、S2、S3、S4、S5、S6，来对裂纹等异状谋划对策。
此外，在个人计算机中进行的上述的图像加工处理可以是其一部分通过手动来进行的半自动处理，当然也可以是全部通过自动处理来进行的实施。

Claims (4)

1.一种隧道衬砌面调査系统，其在车辆于隧道内行驶的过程中，由搭载于该车辆的拍摄单元对隧道衬砌面的图像进行拍摄，并加工成用于调查隧道衬砌面的调査对象图像，所述隧道衬砌面调査系统具备：
拍摄单元，其搭载于所述车辆，并具有隧道衬砌面的两侧面当中的单侧侧面的拍摄范围；
固定/反转单元，其使所述拍摄单元固定于能够拍摄隧道衬砌面的两侧面当中的一个单侧侧面的第1拍摄位置，并且使所述拍摄单元反转，使所述拍摄单元固定于能够拍摄隧道衬砌面的两侧面当中的另一单侧侧面的第2拍摄位置；以及
图像加工单元，其通过将第1图像与第2图像进行对接，并指示隧道衬砌面的成为同一跨距的部位，从而按隧道衬砌面的每个跨距来合成为表示隧道衬砌面的两侧面的图像，其中所述第1图像是表示在将所述拍摄单元固定于所述第1拍摄位置的状态下由所述拍摄单元拍摄的隧道衬砌面的两侧面当中的一个单侧侧面的图像，所述第2图像是表示在将所述拍摄单元固定于所述第2拍摄位置的状态下由所述拍摄单元拍摄的隧道衬砌面的两侧面当中的另一单侧侧面的图像。
2.根据权利要求1所述的隧道衬砌面调査系统，其中，
所述拍摄单元包含沿隧道衬砌面的周向排列并对沿隧道衬砌面的周向的各区域的图像进行拍摄的多个线传感器，
所述图像加工单元通过将在所述多个线传感器被固定于所述第1拍摄位置的状态下由所述多个线传感器拍摄的各区域的图像、与在所述多个线传感器被固定于所述第2拍摄位置的状态下由所述多个线传感器拍摄的各区域的图像进行对接，并指示隧道衬砌面的成为同一跨距的部位，从而按隧道衬砌面的每个跨距来合成为表示隧道衬砌面的两侧面的图像。
3.根据权利要求1或2所述的隧道衬砌面调査系统，其中，
所述拍摄单元包含沿隧道衬砌面的周向排列并对沿隧道衬砌面的周向的各区域的图像进行拍摄的多个线传感器，
所述固定/反转单元包含L字状构件和定位单元，所述L字状构件是以驱动轴为旋转中心沿隧道衬砌面的周向可自如旋转90°的构件，是将所述多个线传感器沿隧道衬砌面的周向进行了配置的L字状构件，所述定位单元将该L字状构件定位于所述第1拍摄位置，并且在所述L字状构件被沿隧道衬砌面的周向旋转90°而位于所述第2拍摄位置时，将所述L字状构件定位于该第2拍摄位置。
4.一种用于隧道衬砌面调査系统的车辆，具备：
拍摄单元，其具有隧道衬砌面的两侧面当中的至少单侧侧面的拍摄范围，并包含多个线传感器，该多个线传感器沿隧道衬砌面的周向排列，并对沿隧道衬砌面的周向的各区域的图像进行拍摄；以及
固定/反转单元，其使所述拍摄单元固定于能够拍摄隧道衬砌面的两侧面当中的一个单侧侧面的第1拍摄位置，并且使所述拍摄单元反转，使所述拍摄单元固定于能够拍摄隧道衬砌面的两侧面当中的另一单侧侧面的第2拍摄位置，该固定/反转单元包含L字状构件和定位单元，所述L字状构件是以驱动轴为旋转中心沿隧道衬砌面的周向可自如旋转90°的构件，是将所述多个线传感器沿隧道衬砌面的周向进行了配置的L字状构件，所述定位单元将该L字状构件定位于所述第1拍摄位置，并且在所述L字状构件被沿隧道衬砌面的周向旋转90°而位于所述第2拍摄位置时，将所述L字状构件定位于该第2拍摄位置。
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