JP2010066963A - Image processing method, image processor, and underwater inspection device with the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、水中移動体に搭載した撮影装置で撮影した画像を処理する画像処理方法,画像処理装置およびそれを搭載した水中検査装置に係り、特に、原子炉内を検査する水中検査装置,特に、原子炉内のシュラウドや圧力容器の他、ジェットポンプ等の炉内機器を目視点検する遊泳型の水中検査装置に用いるに好適な画像処理方法,画像処理装置およびそれを搭載した水中検査装置に関する。 The present invention relates to an image processing method, an image processing apparatus, and an underwater inspection apparatus equipped with the image processing method for processing an image captured by an imaging apparatus mounted on an underwater mobile body, and more particularly, an underwater inspection apparatus for inspecting the inside of a nuclear reactor, particularly The present invention relates to an image processing method, an image processing apparatus, and an underwater inspection apparatus equipped with the image processing method suitable for use in a swimming-type underwater inspection apparatus that visually inspects in-reactor equipment such as a jet pump in addition to a shroud and pressure vessel in a nuclear reactor .
従来の移動体に搭載したカメラの撮影画像処理に関し、第1に、人間が頭部に装着するカメラの視認性を安定させるものが知られている(例えば、特許文献1参照)。 Regarding the captured image processing of a camera mounted on a conventional moving body, firstly, one that stabilizes the visibility of a camera that a human wears on the head is known (for example, see Patent Document 1).
また、第2に、撮影画像から動きベクトルを検出し、撮影画像のみを用いて画像の振れを抑止するものが知られている(例えば、特許文献2参照)。 Secondly, there is known a technique that detects a motion vector from a photographed image and suppresses image blur using only the photographed image (see, for example, Patent Document 2).
一方、水中検査装置に動き検出センサを搭載し、任意の方向に操舵するものが知られている(例えば、特許文献3参照)。 On the other hand, there is known a device in which a motion detection sensor is mounted on an underwater inspection apparatus and steered in an arbitrary direction (for example, see Patent Document 3).
特許文献1に記載のものでは、人間が頭部に装着するカメラの視認性を安定させる装置に関するものであり、搭載したジャイロセンサを用いて、動きを検出するものである。また、特許文献2に記載のものでは、画像の相関処理により、動きを検出している。このように、特許文献1及び特許文献2記載のものは、画像の安定化を図るために、画像の振れを検出し、振れの分だけ補正するものである。
The thing of
しかしながら、本発明で対象としている水中検査装置は、装置が振れるだけでなく、装置の姿勢を故意に変換させる場合もあるため、正対する向きに画像を追従させる必要があるため、特許文献1,特許文献2記載の技術では、水中検査装置には適用できないものである。
However, the underwater inspection apparatus that is the subject of the present invention not only shakes the apparatus, but also may intentionally change the attitude of the apparatus, so it is necessary to follow the image in the opposite direction. The technique described in
また、特許文献3に記載されたものは、ジャイロ等の内界センサを用いて姿勢を検出し、フィードバック制御することで、水中検査装置の姿勢を制御する装置であり、画像のみを安定化させるものではない。 Also, what is described in Patent Document 3 is an apparatus that controls the attitude of the underwater inspection apparatus by detecting the attitude using an internal sensor such as a gyro and performing feedback control, and stabilizes only the image. It is not a thing.
本発明の目的は、画像情報のみを用いて、画像の振れを修正し、画像を安定化でき、水中検査装置の操作性が向上する画像処理方法,画像処理装置およびそれを搭載した水中検査装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide an image processing method, an image processing apparatus, and an underwater inspection apparatus equipped with the image processing method, which can correct image shake using only image information, stabilize the image, and improve the operability of the underwater inspection apparatus. Is to provide.
(1)上記目的を達成するために、本発明は、移動体に搭載した撮影手段により撮影された撮影画像から予め設定した画像表示サイズの画像を切出し、切出した画像を表示する画像表示方法であって、表示する時刻における撮影画像の中において、当該時刻の直前の表示画像と類似した画像領域と、当該時刻の撮影画像の中心にある該画像表示サイズの画像、との間に位置する画像を、表示画像として表示するようにしたものである。
かかる方法により、画像情報のみを用いて、画像の振れを修正し、画像を安定化できるものとなる。
(1) In order to achieve the above object, the present invention is an image display method for cutting out an image having a preset image display size from a photographed image photographed by photographing means mounted on a moving body and displaying the clipped image. In the captured image at the time to be displayed, an image located between an image region similar to the display image immediately before the time and the image having the image display size at the center of the captured image at the time Is displayed as a display image.
With this method, it is possible to correct the shake of the image and stabilize the image using only the image information.
(2)上記(1)において、好ましくは、該直前の表示画像をテンプレートとして、当該時刻の撮影画像の中において、画像相関演算を実施し、相関係数が予め設定した閾値以上となる領域を探索し、当該時刻の直前の表示画像と類似した画像領域とするものである。 (2) In the above (1), preferably, using the immediately preceding display image as a template, an image correlation calculation is performed in the captured image at the time, and a region where the correlation coefficient is equal to or greater than a preset threshold value The search is performed to obtain an image region similar to the display image immediately before the time.
(3)上記(1)において、好ましくは、該当該時刻の直前の撮影画像の中から特徴点を含む特徴領域を探索し、前記特徴領域をテンプレートとして、当該時刻の撮影画像の中において、画像相関演算を実施し、相関係数が予め設定した閾値以上となるテンプレート移動領域を探索し、前記テンプレートに対す前記該テンプレート移動領域の相対位置を画像振れとし、当該時刻の直前の表示画像の撮影画像内における位置に、前記画像振れを加算して、当該時刻における切出し位置を定義し、当該時刻の撮影画像中の前記切り出し位置の画像を当該時刻の表示画像とするものである。 (3) In the above (1), preferably, a feature region including a feature point is searched from a photographed image immediately before the time, and an image is captured in the photographed image at the time using the feature region as a template. A correlation calculation is performed, a template movement area where the correlation coefficient is equal to or greater than a preset threshold is searched, a relative position of the template movement area with respect to the template is set as an image shake, and a display image immediately before that time is captured The image shake is added to the position in the image to define the cutout position at the time, and the image at the cutout position in the captured image at the time is used as the display image at the time.
(4)上記(1)において、好ましくは、前記表示画像の中心は、当該時刻の撮影画像の中における当該時刻の直前の表示画像と類似した画像領域の中心と、当該時刻の撮影画像の中心にある該画像表示サイズの画像の中心からなる線分上に位置し、当該時刻の撮影画像の中における当該時刻の直前の表示画像と類似した画像領域の中心からの距離は、予め設定した閾値以下に制限するようにしたものである。 (4) In the above (1), preferably, the center of the display image is the center of the image area similar to the display image immediately before the time in the captured image at the time and the center of the captured image at the time. The distance from the center of the image region similar to the display image immediately before the time in the photographed image at the time is located on a line segment formed from the center of the image of the image display size in the predetermined threshold. The restriction is as follows.
(5)また、上記目的を達成するために、本発明は、移動体に搭載した撮影手段と、該撮影手段での撮影画像から予め設定した画像表示サイズの画像を切出す画像表示制御手段と、該画像表示制御手段により切出した画像を表示する画像表示手段とを有する画像表示装置であって、表示画像を、当該時刻の撮影画像の中において、当該時刻の直前の表示画像と類似した画像領域と、当該時刻の撮影画像の中心にある該画像表示サイズの画像、との間に位置する画像として算出する画像表示処理手段を備えるようにしたものである。
かかる構成により、画像情報のみを用いて、画像の振れを修正し、画像を安定化できるものとなる。
(5) Further, in order to achieve the above object, the present invention includes an imaging unit mounted on a moving body, and an image display control unit that cuts out an image having a preset image display size from an image captured by the imaging unit. An image display device having image display means for displaying an image cut out by the image display control means, wherein the display image is an image similar to the display image immediately before the time in the captured image at the time Image display processing means for calculating an image positioned between the area and the image having the image display size at the center of the photographed image at the time is provided.
With this configuration, it is possible to correct the shake of the image and stabilize the image using only the image information.
(6)さらに、上記目的を達成するために、本発明は、三次元に泳動可能な駆動機構と水中において構造物を視認できる撮影手段を有する検査用ビークルと、前記撮影手段での撮影画像から予め設定した画像表示サイズの画像を切出す画像表示制御手段と、前記画像表示制御手段により切出した画像を表示する画像表示手段とを有する水中検査装置であって、前記画像表示処理手段は、当該時刻の撮影画像の中において、当該時刻の直前の表示画像と類似した画像領域と、当該時刻の撮影画像の中心にある該画像表示サイズの画像との間に位置する画像として算出するようにしたものである。
かかる構成により、画像情報のみを用いて、画像の振れを修正し、画像を安定化でき、水中検査装置の操作性が向上するものとなる。
(6) Furthermore, in order to achieve the above-mentioned object, the present invention is based on an inspection vehicle having a driving mechanism capable of moving in three dimensions and an imaging unit capable of visually recognizing a structure in water, and an image captured by the imaging unit. An underwater inspection apparatus having an image display control means for cutting out an image having a preset image display size, and an image display means for displaying an image cut out by the image display control means, wherein the image display processing means In the captured image at the time, the image is calculated as an image located between the image area similar to the display image immediately before the time and the image of the image display size at the center of the captured image at the time. Is.
With such a configuration, it is possible to correct the shake of the image using only the image information, stabilize the image, and improve the operability of the underwater inspection apparatus.
本発明によれば、画像情報のみを用いて、画像の振れを修正し、画像を安定化でき、水中検査装置の操作性が向上するものとなる。 According to the present invention, it is possible to correct image shake by using only image information and to stabilize the image, and the operability of the underwater inspection apparatus is improved.
以下、図1〜図4を用いて、本発明の一実施形態による水中検査装置の構成及び動作について説明する。本実施形態の水中検査装置は、原子炉内の欠陥検査、特に構造物を目視検査する際に用いられるものである。 Hereinafter, the configuration and operation of an underwater inspection apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The underwater inspection apparatus according to the present embodiment is used for defect inspection in a nuclear reactor, particularly for visual inspection of a structure.
最初に、図1を用いて、本実施形態による水中検査装置を用いた水中検査作業時の機器配置について説明する。
図1は、本発明の一実施形態による水中検査装置を用いた水中検査作業時の機器配置図である。
First, with reference to FIG. 1, an equipment arrangement during an underwater inspection work using the underwater inspection apparatus according to the present embodiment will be described.
FIG. 1 is an equipment layout diagram for underwater inspection work using an underwater inspection apparatus according to an embodiment of the present invention.
原子炉1内には、シュラウド2,上部格子板3,炉心支持板4,シュラウドサポート5等の構造物があり、また、PLR配管6を初めとする配管が接続されている。また、原子炉1の上部には、作業スペースであるオペレーションフロア7あり、また同じく上方には、燃料交換装置8がある。
In the
原子炉1内に進入させた検査用ビークル9は、ビークル用ケーブル10を介して、制御装置11に接続される。制御装置11は、検査用ビークル9を水中で泳動させて航行させるための電力を供給するとともに、検査対象箇所において目視検査を実施するために、映像の通信を行う。また、制御装置11には表示装置12を接続され、検査用ビークルに撮像手段として搭載した撮像手段の画像を表示する。さらに、制御装置11にはコントローラ13を接続し、ビークル操作員14aが操作する。なお、燃料交換装置8の上では、操作補助員14bがビークル用ケーブル10を捌く。
The inspection vehicle 9 that has entered the
制御装置11は、その内部に、検査用ビークル9の位置移動を制御する位置制御手段と、検査用ビークル9に搭載された撮像手段により撮像された画像を、表示装置12に表示するための表示画像を生成する画像表示処理手段とを備えている。
The
次に、図2を用いて、本実施形態による水中検査装置に用いる検査用ビークルの構成について説明する。
図2は、本発明の一実施形態による水中検査装置に用いる検査用ビークルの構成を示す断面斜視図である。
Next, the configuration of the inspection vehicle used in the underwater inspection apparatus according to the present embodiment will be described with reference to FIG.
FIG. 2 is a cross-sectional perspective view showing the configuration of the inspection vehicle used in the underwater inspection apparatus according to the embodiment of the present invention.
検査用ビークル9には、前部に撮像手段として広角レンズ付カメラ20および照明21を搭載している。カメラ20および照明21は、透明なドーム22の内部に収納されている。図1に示したビークル操作員14aは、カメラ20の映像を確認しながら、検査用ビークル9の移動等を操作できる構成となっている。
The inspection vehicle 9 is equipped with a
また、前後に進行するための推進スラスタ24と、左右に旋回するための旋回スクリュー26、さらには、ピッチ姿勢を調整するための、バランスウェイト28を搭載している。推進スラスタ24は、ROV駆動用モータ23aにより駆動される。旋回スクリュー26は、ROV駆動用モータ23bにより駆動される。バランスウェイト28は、ROV駆動用モータ23cにより駆動される。なお、バランスウェイト28は、ROV駆動用モータ23cの動力を、複数のギア27を介して伝達する。旋回スクリュー26は、ROV駆動用モータ23bの動力を傘歯車25を介して伝達する。
Further, a propulsion thruster 24 for moving back and forth, a turning
次に、図3を用いて、本実施形態による水中検査装置による画像表示方法の概念について説明する。
図3は、本発明の一実施形態による水中検査装置による画像表示方法の概念の説明図である。
Next, the concept of the image display method by the underwater inspection apparatus according to the present embodiment will be described with reference to FIG.
FIG. 3 is an explanatory diagram of the concept of the image display method by the underwater inspection apparatus according to the embodiment of the present invention.
図3に示した画像例は、原子炉1内の、シュラウド2の一部を拡大したイメージである。そして、シュラウド2の底部に位置するシュラウド内壁30aとレグ30bの境界にある溶接線31を、図2に示した検査用ビークル9のカメラ20で撮影し、図1に示した表示装置12に表示される画像から、目視点検するイメージを示している。
The image example shown in FIG. 3 is an image obtained by enlarging a part of the
ある時刻(t)における撮影画像33aの中に、時刻(t)における表示画像34があるとする。この表示画像34は、初期状態は撮影画像33aの中央に位置し、以降は、以下に示す方法で更新していくものとする。時刻(t+1)における撮影画像33bが、時刻(t)における撮影画像と異なる位置に現れるとする。これは、検査用ビークル9の姿勢が、矢印A1のように、時刻(t)の位置から、図示の状態で右上方向に変ったことにより発生する事象である。姿勢の変化は、意図しない外乱による場合と、意図して方向を変換する場合がある。意図しない外乱としては、原子炉1の内部の水の流れなどである。意図して方向を変換する場合としては、溶接線31を点検する際には、例えば、検査用ビークル9を水平方向(X軸方向)に移動する。しかし、このような場合でも、小型の検査用ビークル9を用いる場合には、重量が軽いため、意図している移動量よりも大きく移動する場合がある。ここで、姿勢の変化が、意図しない外乱による場合であるか、意図して方向を変換する場合のいずかであるかは、長時間にわたって、姿勢が変化した状態が続く場合は、意図して方向を変換したものと解釈する。
It is assumed that there is a
このような本来の予定している以上の姿勢の変化があった場合に、本実施形態では、図1に示した制御装置11は、以下に説明するように、姿勢変化に対応した、表示画像の追従処理を行うようにしている。
In the present embodiment, when there is such a change in posture beyond the originally planned position, the
ここで、時刻(t+1)における撮影画像33bの中で、時刻(t)における表示画像33aと相関が高い部分35を画像相関処理により探索する。時刻(t+1)における撮影画像33bの中心画像36は、検査用ビークル9が正面に正対する画像を示している。
Here, in the captured
そこで、予め設定した時定数で、時刻(t)における表示画像と相関が高い部分35から、時刻(t+1)における撮影画像33bの中心画像36に、追従する処理を行う。そして、表示する画像は、図示する時刻(t+1)における表示画像37とする。具体的には、時刻(t)における表示画像33aから相関が高い部分35に移行する最大の変化の速度を表示画像の画素数に任意の値を除した量とする。例えば、画素数が480とし、任意の値を映像の更新周期(フレームレート)である30(fps)で除することで、16画素/フレームとする。
Therefore, processing is performed to follow the
例えば、相関が高い部分35と、中心画像36のX軸方向のずれ量がΔX1とする。例えば、ずれ量ΔX1は、数十画素分とする。このように、時刻(t)における表示画像に対して中心画像36が大幅に移動した場合には、時刻(t+1)に表示画像37は、X軸方向については、相関が高い部分35からΔX2(<ΔX1)しか動かさないようにする。移動量ΔX2は、上述の例では、16画素/フレームである。なお、Z軸方向についても、同様とする。
For example, it is assumed that the deviation amount in the X-axis direction between the highly correlated
これにより、例えば、溶接線31に沿って目視点検する際に、時刻(t)における表示画像34の状態から、時刻(t+1)における表示画像37に移行してしまうと、どこまで目視点検したかが不明となり、点検精度が低下することなるが、時刻(t+1)に表示画像37を表示することで、点検精度を向上できる。
Thereby, for example, when the visual inspection is performed along the
このように、意図しない外乱による姿勢変化があった場合でも、時刻(t)における表示画像34に対して、例えば、16画素/フレームだけ移行した画像を表示することで、表示画像がほぼ保持された状態とすることができる。また、意図して姿勢変化を行った場合で、姿勢変化量が大きすぎた場合でも、時刻(t)における表示画像34に対して、例えば、16画素/フレームだけ移行した画像を表示することで、その姿勢変化方向の表示画像を得ることができる。
Thus, even when there is a posture change due to an unintended disturbance, for example, an image shifted by 16 pixels / frame is displayed on the
次に、図4を用いて、本実施形態による水中検査装置による画像表示方法の処理内容について説明する。これらの処理は、図1に示した制御装置11の画像表示処理手段により実行される。
図4は、本発明の一実施形態による水中検査装置による画像表示方法の処理内容を示すフローチャートである。
Next, processing contents of the image display method by the underwater inspection apparatus according to the present embodiment will be described with reference to FIG. These processes are executed by the image display processing means of the
FIG. 4 is a flowchart showing the processing contents of the image display method by the underwater inspection apparatus according to the embodiment of the present invention.
処理開始後、ステップS00において、初期画像処理を行う。まず、ステップS01において、初期画像を取込み、次に、ステップS02において、カメラのレンズに含まれる歪み補正を行う。次に、ステップS03において、初期有効画像を表示する。これは、ステップS03Aにおいて、撮影画像の中心に表示画像位置(例えば、640×480画素)を定義する。次に、ステップS03Bにおいて、その画像を切り出し、ステップS03Cにおいて、表示する。さらに、ステップS04において、テンプレート登録を行う。これは、ステップS04Aにおいて、撮影画像中の特徴量を抽出し、ステップS04Bにおいて、その周りのウインドウサイズを定義し、ステップS04Cにおいて、登録する。ここで、特徴量の抽出方法については、例えば、特開平5−219420号公報に記載されている方法を用いる。また、ウインドウサイズは、表示画像と同サイズとし、例えば640×480画素とする。 After the start of processing, initial image processing is performed in step S00. First, in step S01, an initial image is captured. Next, in step S02, distortion included in the camera lens is corrected. Next, in step S03, an initial effective image is displayed. In step S03A, a display image position (for example, 640 × 480 pixels) is defined at the center of the captured image. Next, in step S03B, the image is cut out and displayed in step S03C. In step S04, template registration is performed. In step S04A, the feature amount in the photographed image is extracted. In step S04B, the surrounding window size is defined, and registered in step S04C. Here, as a feature amount extraction method, for example, a method described in Japanese Patent Laid-Open No. 5-219420 is used. The window size is the same as the display image, for example, 640 × 480 pixels.
次に、ステップS10の画像基本処理に入る。まず、画像基本処理として、ステップS11において、撮影画像の取得を行い、ステップS12において、歪み補正を行う。次に、ステップS20の画像振れ補正の処理に移る。まず、ステップS21において、登録してあるテンプレートを取得する。次に、ステップS22において、振れ量演算処理を実行する。初めに、ステップS22Aにおいて、撮影画像とテンプレート間の画像相関処理を行う。ここで、ステップS22Bにおいて、振れ量としては、撮影画像中において、テンプレートの画像相関係数が、予め設定した閾値以上となる部分と、前時刻の表示画像の位置の中心距離として定義する。その結果、ステップS22Cにおいて、表示画像の中心を前時刻の表示画像中心位置に振れ量を加算したものに更新する。さらに、ステップS23において、表示画像を切り出し、ステップS24において、表示する。 Next, the basic image processing of step S10 is entered. First, as basic image processing, a captured image is acquired in step S11, and distortion correction is performed in step S12. Next, the process proceeds to image blur correction processing in step S20. First, in step S21, a registered template is acquired. Next, in step S22, a shake amount calculation process is executed. First, in step S22A, image correlation processing between the captured image and the template is performed. Here, in step S22B, the shake amount is defined as the center distance between the portion of the captured image where the image correlation coefficient of the template is equal to or greater than a preset threshold and the position of the display image at the previous time. As a result, in step S22C, the center of the display image is updated to one obtained by adding the shake amount to the display image center position at the previous time. Further, in step S23, the display image is cut out and displayed in step S24.
続いて、ステップS30の姿勢変化追従処理に移る。まず、ステップS31において、追従量演算処理を行う。ここでは、ステップS31Aにおいて、表示画像中心から撮影画像中心の方向のベクトルを求め、追従方向とする。また、ステップS31Bにおいて、表示画像中心と撮影画像中心間の距離を計算し、中心ズレ量(Δmax)とする。さらに、ステップS31Cにおいて、追従制限量(Δlim)を、画像サイズの半値(ピクセル/fps)として求める。これらの演算結果に基づき、ステップS31Dにおいて、追従量を求める。ここでは、ステップS32において、中心ズレ量(Δmax)と追従制限量(Δlim)の小さい方の値と定義する。そして、ステップS33において、求めた追従量を表示画像中心位置に加算し、表示画像中心位置を更新する。ステップS34において、その結果である、表示画像を切り出し、表示する。 Subsequently, the process proceeds to a posture change tracking process in step S30. First, in step S31, a follow-up amount calculation process is performed. Here, in step S31A, a vector in the direction from the center of the display image to the center of the captured image is obtained and set as the follow-up direction. In step S31B, the distance between the center of the display image and the center of the captured image is calculated and set as the center shift amount (Δmax). Further, in step S31C, the follow-up restriction amount (Δlim) is obtained as a half value (pixel / fps) of the image size. Based on these calculation results, a follow-up amount is obtained in step S31D. Here, in step S32, it is defined as the smaller value of the center shift amount (Δmax) and the tracking limit amount (Δlim). In step S33, the obtained follow-up amount is added to the display image center position, and the display image center position is updated. In step S34, the resulting display image is cut out and displayed.
最後に、ステップS40のテンプレート処理に移る。ステップS41において、表示画像をテンプレートとして登録する。 Finally, the process proceeds to template processing in step S40. In step S41, the display image is registered as a template.
さらに、ステップS50のループ処理に進み、ステップS51において、終了しな場合には、図4の(A)に戻り、画像基本処理からの一連の処理ループを繰り返す。 Further, the process proceeds to a loop process in step S50. If the process is not ended in step S51, the process returns to FIG. 4A, and a series of process loops from the image basic process is repeated.
以上説明したように、本実施形態によれば、画像情報のみを用いて、画像の振れを修正し、なおかつ、意図した姿勢の変化にも追従することが可能になる。その結果、移動体に搭載した撮影画像を安定化させることが可能になり、移動時における操作性を向上する。 As described above, according to the present embodiment, it is possible to correct the shake of the image using only the image information and to follow the intended change in posture. As a result, it is possible to stabilize the captured image mounted on the moving body, and improve operability during movement.
また、水中検査装置に搭載したカメラの画像を安定化させることが可能になり、目視点検における検査効率を向上できる。 Moreover, it becomes possible to stabilize the image of the camera mounted in the underwater inspection apparatus, and the inspection efficiency in visual inspection can be improved.
次に、図5及び図6を用いて、本発明の他の実施形態による水中検査装置の構成及び動作について説明する。本実施形態による水中検査装置を用いた水中検査作業時の機器配置は、図1に示したものと同様である。また、本実施形態による水中検査装置に用いる検査用ビークルの構成は、図2に示したものと同様である。 Next, the configuration and operation of an underwater inspection apparatus according to another embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 5 and 6. The equipment arrangement during the underwater inspection work using the underwater inspection apparatus according to the present embodiment is the same as that shown in FIG. The configuration of the inspection vehicle used in the underwater inspection apparatus according to the present embodiment is the same as that shown in FIG.
図5は、本発明の他の実施形態による水中検査装置による画像表示方法の概念の説明図である。図6は、本発明の他の実施形態による水中検査装置による画像表示方法の処理内容を示すフローチャートである。 FIG. 5 is an explanatory view of the concept of an image display method by the underwater inspection apparatus according to another embodiment of the present invention. FIG. 6 is a flowchart showing the processing contents of the image display method by the underwater inspection apparatus according to another embodiment of the present invention.
本実施形態は、前述の実施形態と同一目的を達成しようとするものであるが、表示画像の中に、特徴点が無く、画像相関を取り難い場合に好適なものである。 This embodiment is intended to achieve the same object as the above-described embodiment, but is suitable when there is no feature point in the display image and it is difficult to obtain image correlation.
最初に、図5を用いて、画像処理方法の概念について説明する。図5に示した画像例は、第一の実施形態と同様である。 First, the concept of the image processing method will be described with reference to FIG. The image example shown in FIG. 5 is the same as that of the first embodiment.
まず、ある時刻(t)における撮影画像41aの中に、時刻(t)における表示画像42を定義する。この表示画像42は、初期状態は撮影画像41aの中央に位置する。ただし、この例では、表示画像の中に、溶接線の像はあるものの、線上の像であり、画像相関を計算することはできない。この様に表示画像42の中に特徴点が無い場合、表示画像42以外の領域から、時刻(t)における特徴点43aを探索し、仮のテンプレートとして登録する。次に、時刻(t+1)における撮影画像41bが、時刻(t)における撮影画像42と異なる位置に現れるとする。ここで、時刻(t+1)における撮影画像41bの中で、時刻(t)における特徴点を含む仮のテンプレートと相関が高い部分43bを探索する。次に、時刻(t)における特徴点を含む仮のテンプレート43aが現れていた位置44と、43bを画像相関処理により探索する。その結果から、仮のテンプレートの移動した量を算出し、その量を時刻(t)における表示画像42の位置に加算し、時刻(t+1)における中心画像とする。
First, the
次に、本実施形態による水中検査装置による画像表示方法の処理内容について説明する。 Next, processing contents of the image display method by the underwater inspection apparatus according to the present embodiment will be described.
全体的な処理内容は、図4に示したものと同様であるが、ステップS20の画像振れ処理の内容が異なっている。図6は、画像振れ補正の処理の内容を示している。図6においては、図4に比べて、ステップS21とステップS22の間に、ステップS26〜S28及びS22’が追加されている。 The overall processing content is the same as that shown in FIG. 4, but the content of the image blur processing in step S20 is different. FIG. 6 shows the contents of image blur correction processing. In FIG. 6, compared with FIG. 4, steps S26 to S28 and S22 'are added between step S21 and step S22.
まず、ステップS21において、テンプレート,すなわち、前時刻における表示画像を取得し、ステップS26において、テンプレート内に特徴点があるかどうか判定する。ここで特徴点があれば、図4と同様に、ステップS22〜S24により、振れ量を演算し、表示画像を切り出して、表示する。 First, in step S21, a template, that is, a display image at the previous time is acquired, and in step S26, it is determined whether or not there is a feature point in the template. If there is a feature point here, the amount of shake is calculated and the display image is cut out and displayed in steps S22 to S24 as in FIG.
テンプレート内に特徴点が無ければ、ステップS27において、前時刻の撮影画像全体の中から特徴点を抽出する。そして、ステップS28において、その特徴点を含む領域を仮テンプレートとして登録する。なお、仮テンプレートは、表示画像のサイズである必要はなく任意に設定でき、例えば、表示画像が640×480の場合、100×100とすることになる。 If there is no feature point in the template, the feature point is extracted from the entire photographed image at the previous time in step S27. In step S28, the region including the feature point is registered as a temporary template. The temporary template need not be the size of the display image and can be set arbitrarily. For example, when the display image is 640 × 480, the temporary template is 100 × 100.
次に、ステップS22’において、振れ量を演算する。ここでは、ステップS22A’において、現時刻の撮影画像の中から仮テンプレートと相関の高い領域を探索する。この場合も図4に示した例と同様に、画像相関係数が、予め設定した閾値以上となる部分を探索する。これにより、仮テンプレートの位置の移動量が求められる。ここで、ステップS22B’において、振れ量としては、撮影画像中において、仮テンプレートの画像相関係数が、予め設定した閾値以上となる部分と、前時刻の表示画像の位置の中心距離として定義する。その結果、ステップS22Cにおいて、表示画像の中心を前時刻の表示画像中心位置に振れ量を加算したものに更新する。さらに、ステップS23において、表示画像を切り出し、ステップS24において、表示する。 Next, in step S22 ', the shake amount is calculated. Here, in step S22A ', an area having a high correlation with the temporary template is searched from the photographed image at the current time. Also in this case, as in the example shown in FIG. 4, a portion where the image correlation coefficient is equal to or greater than a preset threshold is searched. Thereby, the movement amount of the position of the temporary template is obtained. Here, in step S22B ′, the shake amount is defined as the center distance between the portion of the captured image where the image correlation coefficient of the temporary template is equal to or greater than a preset threshold and the position of the display image at the previous time. . As a result, in step S22C, the center of the display image is updated to one obtained by adding the shake amount to the display image center position at the previous time. Further, in step S23, the display image is cut out and displayed in step S24.
以上説明したように、本実施形態によれば、画像情報のみを用いて、画像の振れを修正し、なおかつ、意図した姿勢の変化にも追従することが可能になる。その結果、移動体に搭載した撮影画像を安定化させることが可能になり、移動時における操作性を向上する。 As described above, according to the present embodiment, it is possible to correct the shake of the image using only the image information and to follow the intended change in posture. As a result, it is possible to stabilize the captured image mounted on the moving body, and improve operability during movement.
また、水中検査装置に搭載したカメラの画像を安定化させることが可能になり、目視点検における検査効率を向上できる。 Moreover, it becomes possible to stabilize the image of the camera mounted in the underwater inspection apparatus, and the inspection efficiency in visual inspection can be improved.
さらに、表示画像の中に、特徴点が存在しない場合でも、画像相関を計算し、画像の振れを修正することができる。ただし、撮影画像全体の中に、特徴量が無い場合は、適用することはできないが、撮影手段として、広角レンズを用いることで視野を広くすることができ、回避することができる。
Further, even when there are no feature points in the display image, it is possible to calculate the image correlation and correct the shake of the image. However, when there is no feature amount in the entire captured image, it cannot be applied, but using a wide-angle lens as an imaging unit can widen the field of view and avoid it.
1…原子炉
2…シュラウド
3…上部格子板
4…炉心支持板
5…シュラウドサポート
6…PLR配管
7…オペレーションフロア
8…燃料交換装置
9…検査用ビークル
20…広角レンズ付カメラ
21…照明
22…透明ドーム
23a,23b,23c…ROV駆動用モータ
24…推進スラスタ
25…傘歯車
26…旋回スクリュー
27…ギアボックス
28…バランサー
DESCRIPTION OF
Claims (6)
表示する時刻における撮影画像の中において、当該時刻の直前の表示画像と類似した画像領域と、当該時刻の撮影画像の中心にある該画像表示サイズの画像、との間に位置する画
像を、表示画像として表示することを特徴とする画像表示方法。 An image display method for cutting out an image having a preset image display size from a photographed image photographed by photographing means mounted on a moving body, and displaying the clipped image,
In the captured image at the time to be displayed, an image located between the image area similar to the display image immediately before the time and the image of the image display size at the center of the captured image at the time is displayed. An image display method characterized by displaying as an image.
該直前の表示画像をテンプレートとして、当該時刻の撮影画像の中において、画像相関演算を実施し、相関係数が予め設定した閾値以上となる領域を探索し、当該時刻の直前の表示画像と類似した画像領域とすることを特徴とする画像表示方法。 The image display method according to claim 1,
Using the immediately preceding display image as a template, image correlation calculation is performed in the captured image at the time, searching for a region where the correlation coefficient is equal to or greater than a preset threshold, and similar to the display image immediately before the time An image display method characterized in that an image area is formed.
該当該時刻の直前の撮影画像の中から特徴点を含む特徴領域を探索し、
前記特徴領域をテンプレートとして、当該時刻の撮影画像の中において、画像相関演算を実施し、相関係数が予め設定した閾値以上となるテンプレート移動領域を探索し、前記テンプレートに対す前記該テンプレート移動領域の相対位置を画像振れとし、
当該時刻の直前の表示画像の撮影画像内における位置に、前記画像振れを加算して、当該時刻における切出し位置を定義し、当該時刻の撮影画像中の前記切り出し位置の画像を当該時刻の表示画像とすることを特徴とする画像表示方法。 The image display method according to claim 1,
Search for a feature region including a feature point from the captured image immediately before the time,
Using the feature area as a template, image correlation calculation is performed in the captured image at the time, a template movement area having a correlation coefficient equal to or greater than a preset threshold is searched, and the template movement area with respect to the template The relative position of
The image shake is added to the position in the captured image of the display image immediately before the time to define the cutout position at the time, and the image at the cutout position in the captured image at the time is the display image at the time An image display method characterized by:
前記表示画像の中心は、当該時刻の撮影画像の中における当該時刻の直前の表示画像と類似した画像領域の中心と、当該時刻の撮影画像の中心にある該画像表示サイズの画像の中心からなる線分上に位置し、
当該時刻の撮影画像の中における当該時刻の直前の表示画像と類似した画像領域の中心からの距離は、予め設定した閾値以下に制限することを特徴とする画像表示方法。 The image display method according to claim 1,
The center of the display image is composed of the center of the image area similar to the display image immediately before the time in the captured image at the time and the center of the image with the image display size at the center of the captured image at the time. Located on the line,
An image display method characterized in that a distance from the center of an image area similar to a display image immediately before the time in a captured image at the time is limited to a predetermined threshold value or less.
表示画像を、当該時刻の撮影画像の中において、当該時刻の直前の表示画像と類似した画像領域と、当該時刻の撮影画像の中心にある該画像表示サイズの画像、との間に位置する画像として算出する画像表示処理手段を備えることを特徴とする画像表示装置。 Image capturing means mounted on a moving body, image display control means for cutting out an image having a preset image display size from an image captured by the image capturing means, and image display means for displaying an image cut out by the image display control means An image display device comprising:
An image positioned between the image area similar to the display image immediately before the time and the image of the image display size at the center of the captured image at the time in the captured image at the time. An image display apparatus comprising image display processing means for calculating as follows.
前記画像表示処理手段は、当該時刻の撮影画像の中において、当該時刻の直前の表示画像と類似した画像領域と、当該時刻の撮影画像の中心にある該画像表示サイズの画像との間に位置する画像として算出することを特徴とする水中検査装置。 An inspection vehicle having a driving mechanism capable of migrating in three dimensions and an imaging means capable of visually recognizing a structure in water, an image display control means for cutting out an image of a preset image display size from the image taken by the imaging means, An underwater inspection apparatus having image display means for displaying an image cut out by the image display control means,
The image display processing means is positioned between an image region similar to the display image immediately before the time and an image of the image display size at the center of the captured image at the time in the captured image at the time. An underwater inspection apparatus characterized by being calculated as an image to be processed.
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