JP2005016995A - 赤外線構造物診断方法 - Google Patents

Abstract

【課題】赤外線構造物診断方法を提供する。
【解決手段】ディジタルカメラと赤外線カメラと距離計とよりなる撮像部と、両カメラの視野を水平、垂直方向に振るパンチルト装置と、演算手段と表示手段よりなる処理装置で構成される診断装置を用いて構造物の欠陥を診断する方法であって、可視画像及び熱画像を処理装置に取り込むステップと、取り込んだ可視画像及び熱画像を測定値により補正した画像を形成し表示手段に表示するステップと、診断者が画面を見て欠陥部を指定するための欠陥部指定画面を表示するステップと、欠陥部をポインティングデバイスでトレースし、欠陥部の大きさ及び面積を上記表示手段に表示するステップ、により構造物のひび割れや空洞部の有無、位置等を検出する。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ビルや橋梁などの建造物の欠陥の診断方法に係り、特に赤外線を用いてコンクリートやモルタルの浮き上りやひび割れ等の欠陥を診断する赤外線構造物診断方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
【特許文献１】特開２００１−５０９２１
近年、トンネル、高架橋等のコンクリート構造物のコンクリートが劣化し、一部が剥落する事故が発生し、問題となっている。このため、コンクリートの健全度を的確に検査し得る非破壊検査方法の確立が求められている。コンクリートの非破壊検査方法としては、赤外線カメラを用いる赤外線写真法（サーモグラフィー）と、ディジタルスチルカメラを用いるディジタル写真法が知られている。これらの方法は、安全性、簡便性、高速性の点で優れており、最近、急速に普及している。
【０００３】
赤外線写真法（サーモグラフィー）は、赤外領域の光によるコンクリート表面の画像から欠陥の有無や程度を把握する方法である。この赤外線写真法（サーモグラフィー）によれば、コンクリート、モルタル、タイル等の浮き、表面付近の内部欠陥（例えば、空洞、ジャンカ）を発見することが可能である。
【０００４】
タイル・モルタルの浮き部、コンクリート中のジャンカ、空洞、漏水部等、建造物中に欠陥が存在する部分は、熱伝導率、比熱等、熱的性質が健全部と異なる。健全部と欠陥部の熱的性質の違いは、気温や日射、あるいは人工的な過熱・冷却に起因して生じる構造物の温度変動の中で、表面温度の差となって現れる。土木・建築分野における赤外線写真法とは、赤外線映像装置を用いて物体の表面温度分布（熱画像）を測定し、熱画像上に現れる表面温度異常部から、内部欠陥の存在を推定する方法である。
【０００５】
赤外線写真法による欠陥検出の原理図を図２に示す。即ちこの方法は、建造物６の内部に生じた欠陥部６１が空隙断熱層となり、日射や気温変化に起因して生じる表面温度の日変動の中で、図２に示すように欠陥部と健全部との間に表面温度差が生じる時間帯があることを利用して、内部欠陥を検知する手法である。
【０００６】
また、ディジタル写真法は、可視領域の光によるコンクリート表面の画像から欠陥の有無や程度を把握する方法である。このディジタル写真法によれば、コンクリート、モルタル、タイル等のひび割れ、表面の欠損を発見することが可能である。
【０００７】
しかしながら、上記の従来の赤外線写真法やディジタル写真法には次のような問題がある。
【０００８】
（１）ひび割れや空洞部等の欠陥を検査、診断するためには欠陥部の有無、欠陥部の位置及び欠陥部の大きさを知る必要があるが、上記両写真法では欠陥部の有無を検出できてもその大きさを計測することが困難である。
【０００９】
（２）ディジタル写真法の場合は画像のひずみを避けられないために、画像上で特定された欠陥部の位置が実際の建造物のどの位置に相当するのか特定するのに時間を要する。
【００１０】
（３）また赤外線写真法の場合は、建造物の輪郭や目安となる箇所が画像上に現れないために、欠陥部を特定してもその部位が実際の建造物のどの位置に相当するのか特定するのに時間を要する。
【００１１】
（４）建造物が大きなビル等の場合、部分画像を多数撮像しこれを合成することが必要になるが、建造物を正面から撮像した部分画像とある角度から撮像した部分画像とでは画面上の欠陥部の大きさが同じでも建造物の実際の欠陥部の大きさが異なるため、欠陥部の大きさ、形状を計測するのに時間を要する。
【００１２】
（５）ディジタル写真法や赤外線写真法を個々に用いる方法では撮像した画像を単に表示するかあるいは拡大、縮小する程度の表示モードしかないために、欠陥部を健全部から区別すること自体に困難を伴うことも多々ある。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記のような従来の欠点を解決した赤外線構造物診断方法を提供することを目的とする。
【００１４】
具体的には、本発明の目的は構造物のひび割れや空洞部等の欠陥部の有無及び位置やその大きさを容易に特定することが可能な赤外線構造物診断方法を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記の目的を達成するために、診断すべき対象の構造物の可視画像を撮像するディジタルカメラと、上記構造物の熱画像を撮像する赤外線カメラと、上記両カメラと上記構造物との距離に応じた電気信号を生ずる距離計とよりなる撮像部と、上記撮像部を搭載し、上記両カメラの視野を制御信号に応じて水平方向及び垂直方向に振る手段を有するパンチルト装置と、演算手段及び表示手段を有する処理装置とよりなる診断装置を用いて構造物の欠陥を診断する方法において、上記ディジタルカメラからの可視画像及び赤外線カメラからの熱画像を上記処理装置に取り込むステップと、取り込んだ可視画像及び熱画像を上記距離計からの電気信号及び上記カメラを水平方向及び垂直方向に振る角度に対応する信号により補正した画像を形成し、上記表示手段に表示するステップと、診断者が画面を見て欠陥部を指定するための欠陥部指定画面を上記表示手段に表示するステップと、診断者が上記欠陥部指定画面における欠陥部をポインティングデバイスでトレースしたときに上記欠陥部の大きさ及び面積の少なくとも一方を上記表示手段に表示するステップとにより構造物を診断することに一つの特徴がある。
【００１６】
本発明の他の特徴は、上記欠陥部指定画面として熱画像と可視画像とを並置して示す第１の表示画面と、熱画像と可視画像とを重ね合わせて示す第２の表示画面と、可視画像のみを上記の第１及び第２の表示画面よりも高い解像度で示す第３の表示画面の少なくとも１つ以上を用意し、診断者により選択された表示画面を上記表示手段に表示するようにしたことにある。
【００１７】
本発明の他の特徴は、診断者が熱画像の表示最低温度と表示最高温度を設定したときに、設定された温度範囲だけの画像を上記表示手段に表示するステップを有することにある。
【００１８】
本発明の他の特徴は、熱画像と可視画像との混合比率を設定したときに、設定された比率で１つの画面に熱画像と可視画像とを重ね合わせて表示するステップを含むことにある。
【００１９】
本発明の他の特徴は、診断すべき対象の構造物の可視画像を撮像するディジタルカメラと、上記構造物の熱画像を撮像する赤外線カメラと、上記両カメラと上記構造物との距離に応じた電気信号を生ずる距離計とよりなる撮像部と、上記撮像部を搭載し、上記両カメラの視野を制御信号に応じて水平方向及び垂直方向に振る手段を有するパンチルト装置と、演算手段及び表示手段を有する処理装置とよりなる診断装置を用いて構造物の欠陥を診断する方法において、上記両カメラにより構造物の部分画像を多数撮像し、該部分画像を上記処理装置に取り込むステップと、取り込んだ部分画像の歪を上記距離計からの信号及び上記カメラを水平方向及び垂直方向に振る角度に対応する信号に基づいて補正した後に、部分画像を合成して上記表示手段に表示するステップと、診断者が画面を見て欠陥部を指定するための欠陥部指定画面を上記表示手段に表示するステップと、診断者が上記欠陥部指定画面における構造物の欠陥部をポインティングデバイスでトレースしたときに上記欠陥部を前記合成した画像上に表示するステップにより構造物を診断することにある。
【００２０】
本発明の他の特徴は、上記欠陥部の場所、大きさ及び面積を表すレポートを作成するステップを有することにある。
本発明の他の特徴及び利点は以下の実施例の記載から、更に明確に理解することができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明方法に用いられる装置のシステム構成、制御プログラム及び操作方法について詳細に説明する。
【００２２】
（１）システム構成
図１は本発明にかかる赤外線構造物診断方法に用いられる装置の構成を示すブロック図である。装置は撮像部１と、パンチルト雲台２及びパソコン等の処理装置５を含む。撮像部１は対象構造物の可視画像を撮像するためのディジタルカメラ１０と、対象構造物の熱画像を撮像するための赤外線カメラ１１と、上記両カメラ１０、１１と対象構造物の距離を測定するためのレーザ距離計１２を有する。
【００２３】
ディジタルカメラ１０としては例えば有効画素数が６．１メガピクセル（３０２６×２０１８）程度のディジタルスチルカメラを用いることができる。また赤外線カメラ１１としては例えば測定温度範囲が−２０℃〜１００℃、画像データ画素数が３２０（Ｈ）×２４０（Ｖ）ドット程度の市販されている赤外線カメラを使用することができる。またレーザ距離計１２としては例えば測定範囲が０．３ｍ〜１００ｍで測定精度が±３〜５ｍｍ程度の市販されているレーザ距離計を使用することができる。上記のディジタルカメラ１０、赤外線カメラ１１の画像情報及びレーザ距離計１２の距離データはインタフェース回路４を介してパソコン等の処理装置５に供給される。
【００２４】
また上記ディジタルカメラ１０、赤外線カメラ１１及びレーザ距離計１２は撮像部１の筺体に収納され、パンチルト電動雲台２に搭載されている。このパンチルト雲台２としては通常のパソコンにより制御可能であり、水平方向の振り角（パン）が±１３０°、垂直方向の振り角（チルト）が±４５°程度の市販されている装置を用いることができる。このパンチルト雲台２及びバッテリを含むインタフェース回路４は三脚３に載置して使用される。
【００２５】
一方、処理装置５としては例えばメモリが５１２ＭＢ以上、ハードディスクの容量が２ＧＭ以上でモニタの解像度が６４０×４８０ドット以上のカラーモニタを有する通常のパソコンを用いることができる。処理装置５はＣＰＵ（中央処理装置）５１、プログラム等を格納するＲＯＭ（固定記憶装置）５２、撮像部１からのデータやプログラムの実行中のデータを一時保存するＲＡＭ（ランダムアクセス記憶装置）５３、キーボード５４、表示装置５５、撮像部１との間でデータの送受信を行うインタフェース回路５６及びハードディスク装置５７を有する。
【００２６】
次に図３を参照して本発明に用いられるシステムの機能について説明する。
ひび割れや空洞部等の欠陥部６１を含む診断対象構造物６の熱画像及び可視画像のデータと距離データは撮像部１に取り込まれる。この撮像部１におけるパンチルト雲台２の水平振り角及び垂直振り角は処理装置５によりリモコン制御される。撮像部１に取り込まれたデータ、即ち熱画像、可視画像及び距離データに関するデータは処理装置５に送られる。この処理装置５は前述のＲＯＭ５２（図１）に後述の撮影システム部プログラムを有し、このプログラムを実行することにより熱画像及び可視画像を補正する。また熱画像から特定の温度範囲のデータのみを表示した画像（以下これを熱ＩＳＯ表示画像と略す）を生成したり、熱画像と可視画像とを重畳した画像（以下これをオーバーラップ画像と略す）を生成してＨＤＤ装置５７等の画像データファイル５７Ａに格納する。これらの補正画像、赤外ＩＳＯ表示画像及びオーバーラップ画像は診断者７に提示され、診断者はこれらの画像を見ながら欠陥部を例えばマウス等のポインティングデバイスにより指示する。例えばひび割れの場合はマウスによりその上をなぞり、また空洞部の場合は健全部と空洞部の境界をマウスによりなぞるような操作を行う。撮影システムプログラムは欠陥部の長さや大きさを計算し、その欠陥部データをＨＤＤ装置５７の欠陥部データファイル５７Ｂに保存すると共に、欠陥部の長さや面積を診断者７に提示する。
【００２７】
次に本発明方法に用いられるソフトウェアについて説明する。
本発明方法に用いられるソフトウェアを大別すると、撮影システム部のプログラムと、画像編集システム部のプログラムよりなる。図４は撮影システム部プログラム処理フローを示し、図５及び図６は画像編集システム部プログラムの処理フローを示す。以下それぞれの処理フローについて説明する。
【００２８】
（２）撮影システム部プログラム
まずシステムを起動すると図７に示すようなコントロール画面が現れる。勿論この画面は単なる一例であり、本発明がこれに限定されるものではない。画面の表示領域３０１には本システムの撮像部１と対象構造物６との間の距離の測定結果が表示される。表示領域３０２にはカメラ１０及び１１の撮影角度として水平角と仰角が表示される。また表示領域３０３には赤外線カメラ１１の制御情報として測定温度レンジ、赤外レンズの種類、温度レベルやセンス感度の設定情報が表示される。表示領域３０４には可視カメラの制御情報として画面サイズや可視レンズの種類が表示される。このコントロール画面において撮影データ入力開始ボタン３０５をクリックすると、図８に示すような熱画像３１０と可視画像３１１のリアルタイム画像が表示される。本画面に表示される画像はシステムがディジタルカメラ１０及び赤外線カメラ１１に一定の時間間隔で画像データを要求し、送られてきたデータをそのまま表示装置５５に表示する（ステップ１００）。
【００２９】
画面を見ながら手動でパンチルト雲台２を動かすか、或いは処理装置５からの制御信号に基づいてパンチルト雲台を動かし、撮影対象を確定してシャッタボタン３１２を押すとディジタルカメラ１０及び赤外線カメラ１１の画像が取り込まれ、処理装置５のＲＡＭ５３に保存される（図４のステップ１０６）。この画面にはレンズ収差補正ボタン３１３、パララックス補正ボタン３１４、欠陥部指定ボタン３１５が用意されており、以下説明するようにレンズ収差補正、パララックス補正、欠陥部指定画面への遷移が実行できる。
【００３０】
（ａ）レンズ収差補正
図８のレンズ収差補正ボタン３１３を押すと、取り込んだ画像のレンズ歪補正の処理（図４のステップ１０１）が実行され、補正後の画像が図１０の表示領域３１０、３１１に表示される。これはカメラレンズの歪曲収差と呼ばれる歪みを補正する処理であり、その一例が特願２００２−３７９５４８に記載されている。即ち上記の歪曲収差は撮像後の画像が樽状に歪む現象であり、これを補正するためにアフィン変換と称される処理が施される。このアフィン変換は、ユークリッド幾何学的な線形変換と平行移動の組み合わせによる図形や形状の移動又は変形を行う方法であり、４×４の行列演算で表現できる移動、回転、左右反転、拡大、縮小、シアーの座標変換である。このアフィン変換は、元の図形で直線状に並ぶ点は変換後も直線状に並び、平行線は変換後も平行線であるなど、幾何学的性質が保たれる変換方式である。このため、レンズの歪みの性質（レンズの収差特質）をデータとして採取しておき、演算処理部５のＲＯＭ５２などに記憶させておけば、ＣＰＵ５１の演算により、レンズの収差による歪みを除去した画像を得ることができる。補正後のデータは処理装置のメモリ５７における画像データファイル５７Ａに保存される（ステップ１０７）。
【００３１】
（ｂ）パララックス補正
次に図１０の画面においてパララックス補正ボタン３１４を押すと、パララックス補正処理（図４のステップ１０２）が実行される。このパララックス補正は先願の特願２００２−３７９５４８に詳述されている。即ち本システムにおける撮像部１は、筺体にディジタルカメラ１０と赤外線カメラ１１が並置して収納されているため、ディジタルカメラ１０の撮影範囲と、赤外線カメラ１１の撮影範囲の間にズレが生じる。このズレを、視差（パララックス）という。
【００３２】
一例として図９に示すように、ディジタルカメラ１０と赤外線カメラ１１が並べて配置されている場合を考える。カメラのレンズ画角は、いずれも水平方向が３０°、垂直方向が２０°であるとする。また、ディジタルカメラ１０と赤外線カメラ１１の水平方向の位置ズレ量を例えば１０ｃｍとすると、レンズの前方５０ｃｍにある被写体を撮影するときには、水平方向の撮影範囲の長さは、２６．８ｃｍとなり、垂直方向の撮影範囲の長さは、１７．６ｃｍとなる。この場合、水平方向のカメラの位置ズレ量（１０ｃｍ）は、水平方向の撮影範囲の長さ２６．８ｃｍに対して、３７．３％という大きな比率となることがわかる。以下、この比率（％）をパララックス量（撮影範囲全体に対する画像のズレの割合）という。
【００３３】
一方、被写体までの距離が５ｍの場合には、水平方向の撮影範囲の長さは、２．６８ｍとなり、垂直方向の撮影範囲の長さは、１．７６ｍとなる。この場合、水平方向のカメラの位置ズレ量（０．１ｍ）のパララックス量は、水平方向の撮影範囲の長さ２．６８ｍに対して、３．７３％となり、パララックス量の値は相対的に小さいことがわかる。
【００３４】
即ち、ディジタルカメラ１０と赤外線カメラ１１の位置ズレの影響は、被写体までの距離によって異なり、撮影する物体が近い場合には非常に大きな影響がでるが、遠方の物体を撮影する場合には、殆ど無視できる。
【００３５】
上記したディジタルカメラ１０と赤外線カメラ１１の位置ズレ長さをｄとし、水平方向の撮影範囲をＡ１とすると、パララックス量をＰは、次式（１）によって算出できる。この計算は、ＣＰＵ５１によって実行される。
Ｐ（％）＝（ｄ／Ａ１）×１００ ………（１）
水平方向のレンズ画角が等しく、かつ垂直方向のレンズ画角が等しい２台のカメラを平行に並べて同一方向の被写体を撮影した場合、２台のうちのいずれかのカメラの撮影画像を、水平方向にパララックス量の分だけ移動させることにより、２台のカメラの撮影画像を重ね合わせ、合致させた画像を合成することができる。
【００３６】
（ｃ）欠陥部の指定画面の表示
図８及び図１０に示すレンズ収差補正画面及びパララックス補正画面の何れから欠陥部指定画面ボタン３１５を押下すると、欠陥部を指定するために用意された３つの欠陥部指定画面を表示することができる。
【００３７】
第１の欠陥部指定画面は赤外・可視画像欠陥部指定画面で、図１１に示すように表示領域３１０に熱画像を、また表示領域３１１に可視画像を並べて表示するモードである。
【００３８】
第２の欠陥部指定画面はオーバーラップ画像欠陥部指定画面で、図１２に示すように１つの表示領域３３０の中に可視画像と熱画像とを重ね合わせて表示するモードである。この画面でスクロールバー３２０を移動させることにより重ね合わせる熱画像及び可視画像の表示濃度比率を可変にすることができる。
【００３９】
第３の欠陥部指定画面は撮影現画像欠陥部指定画面で、図１３に示すように表示領域３４０に可視画像のみを撮影時の解像度で表示するモードである。即ち診断する構造物の表面のひび割れなどを調べるために解像度の高い可視画像を用いて欠陥部の指摘を容易にしている。診断者はこの３つの画面を見ながらマウス等のポイントデバイスを用いてひび割れや空洞部などの欠陥部を指定する。１つの画面で指定した欠陥は、リアルタイムに他の２画面にも反映される。欠陥部を指定した情報と、欠陥箇所の情報はリンクしたまま保存される（ステップ１０９）。
【００４０】
（ｄ）ＩＳＯ表示
図１４の表示画面においてＩＳＯ表示ボタン３１８を押下すると、図１５に示す画面に遷移する。この画面にはスクロールバー３５１、３５２を移動することにより、熱画像の表示最低温度及び表示最高温度が設定される。この温度が設定されると表示領域３５０には設定された温度範囲だけの画像がカラー表示される。
【００４１】
（ｅ）数量積算
次に図４のステップ１０４においては、診断者が上述の欠陥部指定画面においてひび割れや浮きなどの欠陥部と認識された部分の上をマウスなどのポインティングデバイスでなぞることによりひび割れの場合は長さが、また浮き（空洞部）の場合は面積がＣＰＵ５１により自動計算される。この自動計算の方法については特願昭２００２−３７９５４８に詳細に説明されている。
【００４２】
即ちレーザ距離計１２は、測定対象物とレーザ距離計１２の間の距離をリアルタイムで測定し、演算処理部５に出力する。演算処理部５のＣＰＵ５１は、これにより、測定対象物とディジタルカメラ１０の間の距離Ｌをリアルタイムで演算し、ＲＡＭ５４等に記憶する。
【００４３】
図１６に示す角度θ１は、ディジタルカメラ１０の水平方向のレンズ画角（画像の両端の間の角度）を表している。レンズ画角θ１は、ディジタルカメラ１０の既知の値であり、演算処理部５のＲＯＭ５２に格納されている。
【００４４】
図１６に示す距離Ａ１は、ディジタルカメラ１０が、距離Ｌの場合に撮像できる水平方向の最大範囲を示す値である。この距離Ａ１は、上記した距離Ｌとレンズ画角θ１から下式（２）により計算することができる。この計算は、演算処理部５のＣＰＵ５１によって実行される。
Ａ１＝２Ｌ×ｔａｎ（θ１／２） ………（２）
一方、ディジタルカメラ１０が撮影した画像は、画素によって構成されており、水平方向の画素数ｍと、垂直方向の画素数ｎは、既知の値である。この場合は、ディジタルカメラ１０が撮影した画像は、ｍ×ｎ個の画素の集合により構成されることになる。
【００４５】
従って、この場合には、測定対象物の水平方向撮影範囲の距離Ａ１は、ディジタルカメラ１０内の画像上では、ｍ個の画素に対応している。このため、水平方向の１個の画素は、測定対象物の水平方向撮影範囲の距離Ａ１において、
ａ１＝Ａ１／ｍ ………（３）
で表される距離ａ１に相当している。
【００４６】
例えば、測定対象物がコンクリート表面であった場合で、欠陥部（被写体）の水平方向距離（水平方向長さ）が図１６におけるＤ１の場合には、ディジタルカメラ１０の画像上での水平方向の画素の個数を検出する。この画素個数が５であった場合には、５×ａ１の演算を行うことにより、Ｄ１の値を算出することができる。この計算は、演算処理部５のＣＰＵ５１によって実行される。
【００４７】
上記の方法とまったく同様にして、ディジタルカメラ１０の測定対象物における被写体の垂直方向（上記したＡ１に対して垂直な方向）の距離又は長さについても、ディジタルカメラ１０の画像上での垂直方向の画素の個数から、算出することができる。この場合、ディジタルカメラ１０の垂直方向のレンズ画角がθ２である場合には、上記（２）におけるθ１のかわりにθ２を代入することにより、測定対象物の垂直方向撮影範囲の距離を算出することができる。この計算は、演算処理部５のＣＰＵ５１によって実行される。
【００４８】
また、上記の方法とまったく同様にして、赤外線カメラ１１の測定対象物における被写体の水平方向の距離又は長さ、赤外線カメラ１１の測定対象物における被写体の垂直方向の距離又は長さについても、赤外線カメラ１１の画像上での水平方向の画素数、又は垂直方向の画素数から、算出することができる。この計算は、演算処理部５のＣＰＵ５１によって実行される。
【００４９】
上記のような演算処理により、ディジタルカメラ１０又は赤外線カメラ１１で撮像した欠陥、例えばコンクリートの浮き、ひび割れの実際の長さや幅、面積等を算出することができる。
【００５０】
上記のようにして認識された欠陥部のひび割れや浮きには、それぞれ図１７に例示するように連番が付され、長さや面積のデータが集計されて演算処理部５のＲＡＭ５３に保存される（ステップ１１０）。
【００５１】
（３）画像編集プログラム
次に本発明装置を用いて、現場で撮影した可視画像及び熱画像の画像編集の処理フローについて説明する。
【００５２】
例えば大きなビルの劣化診断を行う場合には、ビルに近接した所定の場所に三脚３を設置し、パンチルト装置２を制御してビルの部分画像を次々に処理装置５に取り込む。この取り込んだ画像は前述のようにレンズ歪補正やパララックス補正などの処理が施されるが、更に診断者に提示するためのデータを得るために次のような画像編集の処理が行われる。
【００５３】
図５は可視画像の編集処理の手順を示す処理フローである。まずステップ４０１においては取り込んだ多数の画像の一覧を小画面に表示する所謂サムネイル表示が行われる。そして撮影した画像の画像ファイルをインポートする（ステップ４０２）。
【００５４】
次にステップ４０３においては個別の画像がズーム表示され、各画像のサイズが変更される（ステップ４０４）。更に画像の回転角度をオブジェクト毎に修正して各画像の回転を補正する（ステップ４０５）。
【００５５】
更にステップ４０６においては画像のあおり（斜めから取った画像の親近感）を補正する。図１８に示すようにカメラ１０から構造物６を撮影した場合、構造物６に例えば同じ大きさの窓６０，６２，６４が存在したとしても、カメラ１０からの距離Ｌ及び角度θが異なるために画像上には異なる大きさとして撮影される。従って同じ大きさの欠陥部が建造物の正面と隅部にあったとしても異なる大きさとして表示される。従って建造物の設計図面と同じような画像を表示するには画像のあおりを補正する必要がある。本発明のシステムではカメラから建造物６までの距離のデータがあるので上記のような補正は極めて容易である。即ち図１８の例では、下式（４）と（５）のａ１とａ２が同じ大きさとなるように画面を補正すればよい。
ａ１＝ｔａｎ（θ１／２）・Ｌ１ ………（４）
ａ２＝ｔａｎ（θ２／２）・Ｌ２ ………（５）
次にステップ４０７，４０８では各オブジェクト毎に画像の明度・コントラスト・ガンマ値及びシャープネスの調整を行い、更に各オブジェクトを適宜移動し（ステップ４０９）、結合して一致の画像にする（ステップ４１０）。更にその画像をトリミングし（ステップ４１１）、建造物の図面と画像の一致するポイントを指定することにより図面と可視画像とを合成する（ステップ４１２）。
【００５６】
一方、熱画像の画像編集は図６に示す処理フローに従って実行される。同図でステップ５０１〜５０６の処理は図５のステップ４０１〜４０６の処理と同様である。ステップ５０７においては熱画像のゲイン及び中心温度を調整する。次のステップ５０８では前述の撮影部システムプログラムと同様に、所定の温度範囲のみをカラー表示し、その他をグレースケール化して表示する。この後、各オブジェクトを移動させ（ステップ５０９）、これらを一致の画像に結合する（ステップ５１０）。そして画像をトリミングし（ステップ５１１）、建造物の図面と画像の一致するポイントを指定することにより図面と画像を合成する。図１９は本発明システムにおける画像編集プログラム全体の処理フローを示す。同図においてステップ２０１は可視画像レイヤの作成の処理を示し、その具体的内容は上述の図５の処理である。つまり図１８のステップ２０２，２０３及び２０４を具体化すると図５のステップ４０１〜４１２の処理になり、最終的に建造物の図面と可視画像の合成データが生成されてこれがファイルに保存される（ステップ２０５）。
【００５７】
更にステップ２０６は熱画像レイヤ作成の処理を示し、その具体的内容は上述の図６の処理である。つまり図１９のステップ２０７，２０８及び２０９を具体化すると図６のステップ５０１〜５１２の処理になり、最終的に建造物の図面と熱画像の合成データが生成されてこれがファイルに保存される（ステップ２１０）。
【００５８】
次にステップ２１１では上記のようにして生成された可視画像及び熱画像を表示し、画像上のひび割れ、浮き、空洞等の欠陥部をマウス等のポインティングデバイスでトレースすることによりそれらの長さ、面積を積算し（ステップ２１２）、適当なソフトウェアで閲覧可能なファイル形式で保存する（ステップ２１３）。以上のようにして編集された画像データは図１の処理装置５のＲＡＭ５３又はＨＤＤ装置５７に格納され、必要に応じて表示装置５５に表示することができる。例えば図２０に示すように建造物にひび割れ３６１及び浮き３６２があった場合、図１７のＮｏ．２及びＮｏ．８のような長さ及び面積のデータと共に劣化集積表としてメモリに格納されると共に、図２０の画面の表示領域３６３、３６４に示すようにひび割れ３６１の長さ５５２ｍｍが青色で、浮き３６２の面積３２０１３ｍｍ^２が赤色で表示される。従ってこの画面から欠陥部を一目で認識することが可能になる。
【００５９】
以上本発明の一実施形態について説明したが、本発明はこの実施形態に限定されるものではなく、基本的な技術思想を変更しない範囲で一部の機能を変えたり追加したりすることも本発明の範囲に含まれる。例えばひび割れや浮き等の欠陥部を表示装置に表示するだけでなく、これをプリントして顧客に提示するレポートを作成する機能を追加することも容易である。このレポートは所望により可視画像、熱画像などの画像情報と欠陥部の場所を示す情報及び欠陥部の長さ、面積などのデータを含んだものとすることができる。
【００６０】
【発明の効果】
以上の説明によって明らかなように、本発明によれば、診断すべき対象の構造物の可視画像を撮像するディジタルカメラと、上記構造物の熱画像を撮像する赤外線カメラと、上記両カメラと上記構造物との距離に応じた電気信号を生ずる距離計とよりなる撮像部と、上記撮像部を搭載し、上記両カメラの視野を水平方向及び垂直方向に振る手段を有するパンチルト装置と、演算手段及び表示手段を有する処理装置とよりなる診断装置を用いて構造物の欠陥を診断する方法において、上記ディジタルカメラからの可視画像及び赤外線カメラからの熱画像と上記距離計からの信号を上記処理装置に取り込むステップと、取り込んだ可視画像及び熱画像を距離信号及び水平、垂直の角度信号により補正した画像を形成し、上記表示手段に表示するステップと、診断者が画面を見て欠陥部を指定するための欠陥部指定画面を上記表示手段に表示するステップと、診断者が上記欠陥部指定画面における欠陥部をポインティングデバイスでトレースしたときに上記欠陥部の大きさ及び面積の少なくとも一方を上記表示手段に表示するステップとにより構造物のひび割れや空洞部の有無、その位置及び大きさ、面積を極めて容易に診断することができる。
【００６１】
また、上記欠陥部指定画面として熱画像と可視画像とを並置して示す第１の表示画面と、熱画像と可視画像とを重ね合わせて示す第２の表示画面と、可視画像のみを上記の第１及び第２の表示画面よりも高い解像度で示す第３の表示画面の少なくとも１つ以上を用意し、診断者により自由に選択した画面を表示するようにした場合はさらに、使い勝手のよい診断方法を提供することができる。
【００６２】
また、診断者が熱画像の表示最低温度と表示最高温度を設定し、設定された温度範囲だけの画像を表示するようにした場合は、欠陥の検出をより容易にするのに効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる赤外線構造物診断方法に用いられる装置の構成を示すブロック図である。
【図２】赤外線写真法による欠陥部検出の原理説明図である。
【図３】本発明方法の機能を説明するための説明図である。
【図４】本発明方法に用いられる撮影システム部プログラムの処理フロー図である。
【図５】本発明方法に用いられる画像編集システム部プログラムの可視画像の処理フロー図である。
【図６】本発明方法に用いられる画像編集システム部プログラムの熱画像の処理フロー図である。
【図７】撮影システム部プログラムによる初期画面の説明図である。
【図８】本発明方法における表示画面の説明図である。
【図９】本発明方法におけるパララックス補正の説明図である。
【図１０】本発明方法における表示画面の説明図である。
【図１１】本発明方法における表示画面の説明図である。
【図１２】本発明方法における表示画面の説明図である。
【図１３】本発明方法における表示画面の説明図である。
【図１４】本発明方法における表示画面の説明図である。
【図１５】本発明方法における表示画面の説明図である。
【図１６】本発明方法における欠陥部の数量積算の説明図である。
【図１７】本発明方法における欠陥部データの集計の一例を示す説明図である。
【図１８】本発明方法におけるあおり補正の説明図である。
【図１９】本発明方法に用いられる画像編集システム部プログラムの全体の処理フロー図である。
【図２０】本発明方法における表示画面の説明図である。
【符号の説明】
１：撮像部
２：パンチルト雲台
３：三脚
４：インタフェース回路
５：処理装置
６：診断対象構造物
１０：ディジタルカメラ
１１：赤外線カメラ
１２：レーザ距離計
５１：ＣＰＵ
５２：ＲＯＭ
５３：ＲＡＭ
５４：キーボード
５５：表示装置
５６：インタフェース回路
５７：ＨＤＤ装置

Claims (6)

1. 診断すべき対象の構造物の可視画像を撮像するディジタルカメラと、上記構造物の熱画像を撮像する赤外線カメラと、上記両カメラと上記構造物との距離に応じた電気信号を生ずる距離計とよりなる撮像部と、上記撮像部を搭載し、上記両カメラの視野を制御信号に応じて水平方向及び垂直方向に振る手段を有するパンチルト装置と、演算手段及び表示手段を有する処理装置とよりなる診断装置を用いて構造物の欠陥を診断する方法において、上記ディジタルカメラからの可視画像及び赤外線カメラからの熱画像を上記処理装置に取り込むステップと、取り込んだ可視画像及び熱画像を、上記距離計からの電気信号及び上記カメラを水平方向及び垂直方向に振る角度に対応する信号により補正した画像を形成し、上記表示手段に表示するステップと、診断者が画面を見て欠陥部を指定するための欠陥部指定画面を上記表示手段に表示するステップと、診断者が上記欠陥部指定画面における欠陥部をポインティングデバイスでトレースしたときに上記欠陥部の大きさ及び面積の少なくとも一方を上記表示手段に表示するステップを有することを特徴とする赤外線構造物診断方法。
2. 請求項１において、上記欠陥部指定画面として熱画像と可視画像とを並置して示す第１の表示画面と、熱画像と可視画像とを重ね合わせて示す第２の表示画面と、可視画像のみを上記の第１及び第２の表示画面よりも高い解像度で示す第３の表示画面の少なくとも１つ以上が用意され、診断者により選択された表示画面が上記表示手段に表示されることを特徴とする赤外線構造物診断方法。
3. 請求項１において、熱画像の表示最低温度と表示最高温度が設定されたときに、設定された温度範囲だけの画像を上記表示手段に表示するステップを有することを特徴とする赤外線構造物診断方法。
4. 請求項１において、熱画像と可視画像との混合比率が設定されたときに、設定された比率で１つの画面に熱画像と可視画像とを重ね合わせて表示するステップを含むことを特徴とする赤外線構造物診断方法。
5. 診断すべき対象の構造物の可視画像を撮像するディジタルカメラと、上記構造物の熱画像を撮像する赤外線カメラと、上記両カメラと上記構造物との距離に応じた電気信号を生ずる距離計とよりなる撮像部と、上記撮像部を搭載し、上記両カメラの視野を制御信号に応じて手水平方向及び垂直方向に振る手段を有するパンチルト装置と、演算手段及び表示手段を有する処理装置とよりなる診断装置を用いて構造物の欠陥を診断する方法において、上記両カメラにより構造物の部分画像を多数撮像し、該部分画像を上記処理装置に取り込むステップと、取り込んだ部分画像の歪を上記距離計からの信号及び上記カメラを水平及び垂直方向に振る角度に対応する信号に基づいて補正した後に、部分画像を合成して上記表示手段に表示するステップと、診断者が画面を見て欠陥部を指定するための欠陥部指定画面を上記表示手段に表示するステップと、診断者が上記欠陥部指定画面における構造物の欠陥部をポインティングデバイスでトレースしたときに上記欠陥部を前記合成した画像上に表示するステップを有することを特徴とする赤外線構造物診断方法。
6. 請求項１又は５において、上記欠陥部の場所、大きさ及び面積を表すレポートを作成するステップを有することを特徴とする赤外線構造物診断方法。

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