JP2010218132A - System for development of surface image of tube inner wall - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、管状物の内壁面を撮影した全天画像を展開して展開画像を作成する管内壁面画像展開システムに関し、特に作業者が展開画像を立体的に認識可能とする管内壁面画像展開システムに関するものである。 The present invention relates to a tube inner wall image development system that develops an all-sky image obtained by photographing an inner wall surface of a tubular object to create a developed image, and in particular, a tube inner wall image development system that enables an operator to recognize a developed image in three dimensions. It is about.
上下水道管、給排気管、トンネル、ケーブル埋設管などの管状物、特に下水道管ではヒビや亀裂等の損傷、その他の異常を発見するために、定期的な内壁面の調査、点検が必要である。そして、これらの調査においては管状物の内壁面を撮影し、その撮影した画像を管の長手方向に切り開いて平面状に展開した展開図を作成することで行われてきた。近年、この展開図の作成は、従来の人間による手作業に代わり、管状物内部にカメラなどの画像撮影手段を配置した上で当該画像撮影手段を管状物に沿って移動させながら管状物内壁面を撮影し、その撮影した画像データに対して所定の画像展開処理を施すなどして行うことが多くなっている。このような、管状物の内壁面の撮影画像から展開画像(展開図)を作成する従来の管内壁面画像展開システムの一例としては次の図7、図8に示すようなものがある。 In order to find damage such as cracks and cracks and other abnormalities in pipes such as water and sewage pipes, supply / exhaust pipes, tunnels, and cable burial pipes, regular inspection and inspection of the inner wall surface is necessary. is there. In these investigations, the inner wall surface of a tubular object is photographed, and the photographed image is cut in the longitudinal direction of the tube to create a development view in a flat shape. In recent years, instead of the conventional manual operation by human beings, the development of the developed view is such that an image photographing means such as a camera is arranged inside the tubular object, and the inner wall surface of the tubular object is moved while moving the image photographing means along the tubular object. This is often performed by taking a photograph and performing a predetermined image development process on the photographed image data. Examples of such a conventional pipe inner wall surface image developing system for creating a developed image (development drawing) from a photographed image of the inner wall surface of a tubular object include those shown in FIGS.
図7に示す、従来の管内壁面画像展開システムの画像撮影手段20は、下水道管などの管状物10の内部に管状物10の中心軸13と画像撮影手段20の撮影画像の中心とがほぼ一致するように配置される。また、画像撮影手段20は管状物10の内壁面を撮影することができると共に、管状物10に沿って移動することが可能である。尚、図7、図8では便宜的に管状物10の上方向をA、右方向をB、下方向をC、左方向をDとし、画像撮影手段20による撮影画像の上方向をA’、右方向をB’、下方向をC’、左方向をD’として説明を行うものとする。
The image photographing means 20 of the conventional pipe inner wall surface image development system shown in FIG. 7 has a
画像撮影手段20によって取得される管状物10の内壁面の画像データは、モニタ等の画面上では、図8(a)に示す内壁面画像34のように、管状物10の中心軸13が内壁面画像34のほぼ中心に位置するとともに、例えば内壁面画像34の上下左右方向A’、B’、C’、D’が管状物10の上下左右方向A、B、C、Dに対応した円形の画像となる。この内壁面画像34から展開画像を作成するにあたっては、先ず図8(a)の破線で示す、内壁面画像34上に位置及び大きさが固定されたサンプリングライン30を設定する。そして、サンプリングライン30上の画像データを、例えばサンプリング開始点A’’からサンプリングライン30に沿って一周するようにサンプリングする。そして、サンプリングした画像データを縦1列の直線状に配列する画像展開処理を行って展開データとし、この展開データを記録する。その後、画像撮影手段20は次のサンプリング位置まで移動して内壁面の撮影を行う。このとき、内壁面画像34上の次のサンプリング位置とサンプリングライン30とが一致する。そして、同様にサンプリングライン30による画像データのサンプリングと画像展開処理とを行い展開データを作成する。そして、この展開データを直前に記録された展開データの右列に配列する。これらの作業を繰り返すことにより、図8(b)に示すように、例えば管状物10の内壁面が画面上の上方向A’で切り開かれて平面状に広げられた展開画像が作成される。この図8(b)に示す展開画像を作業者が確認することで、管状物10の内壁面の異常(図8(b)における亀裂11やヒビ12)の有無及び、異常の位置、寸法、形状等を把握することができる。
The image data of the inner wall surface of the
このような管内壁面画像展開システムにおいて展開画像作成作業の高速化、効率化を図るためには、サンプリング位置の間隔と画像撮影手段20の撮影間隔とが合致するように画像撮影手段20の移動速度を設定し、画像撮影手段20をこの移動速度で移動させながら連続して撮影を行い随時画像展開処理を行うことが望ましい。 In order to increase the speed and efficiency of the developed image creation work in such an in-pipe wall surface image development system, the moving speed of the image photographing means 20 is set so that the sampling position interval and the photographing interval of the image photographing means 20 match. It is desirable to perform image expansion processing as needed by continuously capturing images while moving the image capturing means 20 at this moving speed.
しかしながら、画像撮影手段20が何らかの障害により所定の移動速度より遅くなった場合には、その部分の展開画像は管状物10の長手方向に伸びた画像となり、逆に画像撮影手段20が所定の移動速度より速くなった場合には、その部分の展開画像は管状物10の長手方向に縮んだ画像となる。このように、歪みの生じた展開画像では異常の位置、寸法、形状等を正確に把握することはできない。このため、画像撮影手段20は一定の移動速度になるよう高精度に制御されることが必要とされるが、特に下水道管のように内壁の表面状態が場所ごとに変化するような管状物10内で、画像撮影手段20の移動速度を一定に制御することは難しく、このことが展開画像作成作業の高速化、効率化の妨げとなっている。
However, when the image photographing means 20 becomes slower than the predetermined moving speed due to some obstacle, the developed image of the portion becomes an image extending in the longitudinal direction of the
この問題に対して本願発明者は、下記[特許文献1]に開示する発明を提案した。[特許文献1]に記載の発明によれば、画像撮影手段20の位置情報に基づいて複数のサンプリングラインからサンプリング位置に最も近いサンプリングラインを選択した上で画像データのサンプリングを行うため、画像撮影手段20の移動速度を一定とせずとも歪みの無い展開画像を作成することができる。
The inventor of the present application has proposed the invention disclosed in the following [Patent Document 1] for this problem. According to the invention described in [Patent Document 1], the image data is sampled after the sampling line closest to the sampling position is selected from the plurality of sampling lines based on the position information of the image capturing means 20, and thus the image capturing is performed. Even if the moving speed of the
[特許文献1]に記載の発明によって、画像撮影手段20の移動速度を一定とせずとも歪みの無い展開画像を高速且つ効率的に得ることが可能となった。しかしながら、作業者が管状物10の内壁面の異常の程度を直感的に把握するためには展開画像を立体的に認識可能とすることが好ましい。
According to the invention described in [Patent Document 1], it is possible to obtain a developed image free from distortion at high speed without making the moving speed of the image capturing means 20 constant. However, in order for the operator to intuitively grasp the degree of abnormality of the inner wall surface of the
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、作業者が管状物の展開画像を立体的に認識することが可能な管内壁面画像展開システムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a pipe inner wall surface image development system that allows an operator to recognize a developed image of a tubular object in three dimensions.
本発明は、
(1)管状物10の内部を移動する画像撮影手段20により撮影された管状物10内の全天画像の画像データSvに、当該画像データSv撮影時の画像撮影手段20の位置情報Spを挿入する位置情報挿入部22と、
前記管状物10の内形と略相似形でかつ大きさの異なる複数のサンプリングラインで構成されるサンプリングライン群を設定するとともに、前記位置情報挿入部22により挿入された位置情報Spに基づいて、前記サンプリングライン群から所定のサンプリングラインを選択し、選択されたサンプリングラインに沿って画像データのサンプリングを行う画像取込部23と、
当該画像取込部23でサンプリングされた画像データを直線状に配列して展開データとして出力する画像処理部24と、
前記展開データを記録して展開画像を形成する記録部25と、
前記展開画像を表示させる画像出力部27と、
を有する管内壁面画像展開システム50において、
前記画像取込部23が画像データSvp上の所定の位置に第1サンプリングライン群300を設定し、第1サンプリングライン群300の内側もしくは外側に所定の間隔をとって第2サンプリングライン群400を設定し、さらに第1サンプリングライン群300から第1サンプリングPa位置に相当するサンプリングラインを選択して第1画像データSPaをサンプリングするとともに、第1サンプリング位置Paから所定の距離Lだけ離れた第2サンプリング位置Pbに相当するサンプリングラインを第2サンプリングライン群400から選択して第2画像データSPbをサンプリングし、
前記画像処理部24が第1画像データSPaを直線状に配列し第1展開データSPa’として出力するとともに、第2画像データSPbを直線状に配列し第2展開データSPb’として出力し、
前記記録部25が第1記録領域25aに第1展開データSPa’を記録して第1展開画像Sfaを形成するとともに、第2記録領域25bに第2展開データSPb’を記録して第2展開画像Sfbを形成し、
前記画像出力部27が管状物10における同一位置の第1展開画像Sfaと第2展開画像Sfbとを並べて表示させることで、展開画像を立体的に認識可能とすることを特徴とする管内壁面画像展開システム50を提供することにより、上記課題を解決する。
The present invention
(1) The position information Sp of the image photographing means 20 at the time of photographing the image data Sv is inserted into the image data Sv of the whole sky image in the
While setting a sampling line group composed of a plurality of sampling lines that are substantially similar to the inner shape of the
An
A
An
In the pipe inner wall surface
The image capturing unit 23 sets the first
The
The
The
本発明の管内壁面画像展開システムによれば、作業者が管状物の展開画像を立体的に認識することが可能であるため、管状物の内壁面の異常の程度を直感的に把握することができる。 According to the pipe inner wall surface image development system of the present invention, the operator can recognize the development image of the tubular object in three dimensions, so that the degree of abnormality of the inner wall surface of the tubular object can be intuitively grasped. it can.
本発明に係る管内壁面画像展開システムの実施の形態について図面に基づいて説明する。尚、従来の技術に係る図7、図8と同様の部材等に関しては同符号にて示す。また、本発明と直接関係のない、画像撮影手段20の駆動装置や制御装置、遠隔操作の構成などに関するブロックについては記載及び説明を省略するものとする。
An embodiment of a pipe inner wall surface image development system according to the present invention will be described with reference to the drawings. Note that members similar to those in FIGS. 7 and 8 according to the prior art are denoted by the same reference numerals. Also, description and explanation of blocks related to the drive device and control device of the
図1は本発明に係る管内壁面画像展開システム50の概要を示すブロック図である。本発明に係る管内壁面画像展開システム50の位置情報挿入部22には、画像撮影手段20が撮影した画像データSvが入力するとともに、位置情報取得手段26から出力される画像撮影手段20の位置情報Spが常時入力している。そして、位置情報挿入部22は、画像撮影手段20が撮影した画像データSvに、当該画像データSv撮影時の画像撮影手段20の位置情報Spを位置情報取得手段26から取得して挿入し、画像データSvpとして画像取込部23に出力する。位置情報Spの挿入方法としては、例えば図2に示すように、位置情報Spをデジタル信号化して画像データSvの先頭部分や末尾部分等の画像データSvに大きな影響を与えない部位に画面の走査方向と平行な明暗(一般的なディスプレイでは白黒)のドット列32として挿入することが好ましい。
FIG. 1 is a block diagram showing an outline of a pipe inner wall
画像撮影手段20は図3に示すように、上下水道管、給排気管、トンネル、ケーブル埋設管などの管状物10の内部に配置され、管状物10に沿って自走あるいはケーブルなどにより牽引されて前進もしくは後退する。このとき、画像撮影手段20は、当該画像撮影手段20が撮影する撮影画像の中心と管状物10の中心軸13とがほぼ合致するように配置することが好ましい。画像撮影手段20の移動手段としては車輪等が用いることが一般的であるが、管状物10に水が溜まっている場合には、画像撮影手段20に浮体等をつけて水に浮かせて移動させることも可能である。更に、画像撮影手段20には図示しない照明装置を備えており、管状物10内部を照らすことができる。
As shown in FIG. 3, the
また、画像撮影手段20は管状物10の内壁面の全天画像を撮影する撮影部41を備えている。撮影部41としてはCCDカメラ、CMOSなどの周知の画像撮影装置を用いることができる。また、撮影部41に光ファイバを用いれば、管状物10の大きさが小さい場合でも管状物10の内壁面を撮影することが可能となる。撮影部41のレンズとしては管状物10内壁面の長手方向の全天画像を撮影可能な広角レンズを用いることが好ましく、中でもレンズの光軸に対して略直角(対角180°)以上の撮影角度を有する超広角レンズを用いることが好ましい。また、撮影部41の撮影方向に所定の角度もしくは曲率を有する反射鏡を設けて、間接的に撮影部41の周囲の内壁面を撮影するようにしても良い。撮影部41に超広角レンズを用いた場合、画像撮影手段20は図3の一点鎖線で示す撮影部41の周囲の内壁面(P0)から管状物10の奥方向(図3中の右方向)を撮影することができる。
Further, the
画像撮影手段20の位置を取得する位置情報取得手段26は、レーザ光や電波を用いたものなど周知の位置検知システムを用いることが可能である。中でも画像撮影手段20に接続されたケーブル、ワイヤ等を弛まないよう保持し、そのケーブル、ワイヤ等の送り出し量から画像撮影手段20の移動量を検知し位置情報Spとして出力するものが好ましい。尚、位置情報取得手段26による画像撮影手段20の位置の検知精度は、管状物10のサンプリング間隔の数分の1から数十分の1であることが望ましい。
As the position information acquisition means 26 for acquiring the position of the
本発明に係る管内壁面画像展開システム50の画像取込部23は、位置情報挿入部22から画像データSvpを取得すると、画像データSvpに対する画像データのサンプリングを後述する方法により行い、第1画像データSPa、第2画像データSPbとして画像処理部24に出力する。
When acquiring the image data Svp from the position
画像処理部24は第1画像データSPa、第2画像データSPbに対し画像展開処理をそれぞれ行って第1展開データSPa’第2展開データSPb’とし、第1展開データSPa’を記録部25の第1記録領域25aに、第2展開データSPb’を記録部25の第2記録領域25bにそれぞれ記録させる。
The
記録部25の第1記録領域25aは第1展開データSPa’を蓄積することで、第1記録領域25a内に第1展開画像Sfaを形成する。また、記録部25の第2記録領域25bは第2展開データSPb’を蓄積することで、第2記録領域25b内に第2展開画像Sfbを形成する。尚、記録部25としては、DVD、ハードディスク、半導体メモリ、半導体メモリカード等の周知の記録媒体を用いることができる。
The
画像出力部27は、第1展開画像Sfa及び第2展開画像Sfbの形成後に、必要に応じて管状物10における同一位置の第1展開画像Sfaと第2展開画像Sfbとをモニタ等の表示手段45に並べて表示させる。
The
尚、画像データSvpを一旦ハードディスクやDVD等の記録媒体に記録しておき、全ての画像データSvp取得後に後述するサンプリング処理及び画像展開処理を行っても良い。また、画像データSvもしくは画像データSvpを表示手段45に随時表示するようにして、作業者が画像撮影手段20の撮影した画像を観察できるようにしても良い。
Note that the image data Svp may be once recorded on a recording medium such as a hard disk or a DVD, and a sampling process and an image development process to be described later may be performed after all the image data Svp is acquired. Further, the image data Sv or the image data Svp may be displayed on the
次に、管内壁面画像展開システム50が設定するサンプリングラインに関して図2を用いて説明する。尚、ここでは、画像撮影手段20が管状物10に沿って手前側から奥側(図3における右方向)に向かって前進するものとして説明を行う。また、図2中ではサンプリングラインを便宜上破線にて示しているが、サンプリングラインによる画像データのサンプリングは実際には画像取込部23の内部で行われるため、特に画面上に表示する必要はない。また、ここでは、後述の第1サンプリングライン群300及び第2サンプリングライン群400を構成するサンプリングラインの数をそれぞれ100ラインとして説明するが、図2中ではそれぞれ10ラインのみ図示する。
Next, a sampling line set by the inner wall surface
画像取込部23に画像データSvpが入力すると、画像取込部23は画像データSvp上に、中心点が同一で大きさの異なる複数のサンプリングライン3000〜3100で構成される第1サンプリングライン群300と、サンプリングライン4000〜4100で構成される第2サンプリングライン群400とを設定する。このとき、全てのサンプリングラインの中心と管状物10の中心軸13とは一致している。第1サンプリングライン群300及び第2サンプリングライン群400を構成するサンプリングラインの数には特に限定はないが、各々50〜500ライン程度が好ましく、特に100〜200ライン程度が好ましい。
When the image data Svp is input to the image capturing unit 23, the image capturing unit 23 includes, on the image data Svp, a first sampling line group including a plurality of
尚、図2では管状物10が円形の例を用いているためサンプリングラインも円形となるが、管状物10の内形が楕円、多角形、もしくはアーチ形状などの場合には、サンプリングラインの形状も管状物10の内形と相似形もしくは略相似形とする。特に撮影部41に広角レンズを用い且つ管状物10の内形が円形以外の場合には、撮影画像が歪むためこの歪んだ内壁面の画像に合うようにサンプリングラインを設定することで、円形以外の管状物10に対しても内壁面の展開画像を作成することが可能となる。
In FIG. 2, since the
第1サンプリングライン群300の基準となる例えば最内周に位置するサンプリングライン3000と、第2サンプリングライン群400の基準となる例えばサンプリングライン4000とは画像データSvp上に固定することが画像取込部23に対する負荷軽減の観点から好ましい。この場合、図3における第1サンプリング位置Paの角度θaと第2サンプリング位置Pbの角度θbとは一定となるから、第1サンプリング位置Paと第2サンプリング位置Pbとの距離Lは管状物10の径によって変化する。尚、距離Lは作業者の両眼の間隔に相当する5cm〜8cm程度となることが理想的である。
For example, the
各サンプリングラインの径は、それぞれ隣り合うサンプリングラインの間隔が等間隔になるように設定する。そして、基準となるサンプリングライン3000、4000の位置が固定され、それぞれ隣り合うサンプリングラインの間隔が画像データSvp上で固定されていれば、管状物10の径の値を入力することで隣り合うサンプリングラインの間隔が管状物10の何mmに相当するかが算出可能となる。また、基準となるサンプリングライン3000の位置が固定され、それぞれ隣り合うサンプリングラインの間隔が管状物10の例えば0.2mmに固定されていれば、各サンプリングラインの径及び隣り合うサンプリングラインの間隔は管状物10の径の値によって変化する。
The diameter of each sampling line is set so that the intervals between adjacent sampling lines are equal. If the positions of the
そして本例では、画像撮影手段20が管状物10に沿って手前側から奥側に向かって前進するため、画面上の最外周のサンプリングライン4100が画像撮影手段20の進行方向の一番手前に位置するサンプリングラインとなり、最内周のサンプリングライン3000が進行方向の一番遠い位置のサンプリングラインとなる。
In this example, since the image photographing means 20 advances along the
また、管状物10の内壁面の画像データを何mm間隔(本願におけるサンプリング間隔)でサンプリングするかは、管状物10の径の値と管内壁面画像展開システム50が作成する展開画像の幅方向(第1展開データSPa’第2展開データSPb’を縦方向に配列する場合には、展開画像の幅方向は縦方向)のドット数によって決定する。例えば、最内周のサンプリングライン3000に沿って画像データをサンプリングしその画像データを直線状に配列すると、配列した直線状の画像データ即ち展開画像の幅はサンプリングライン3000における管状物10の内周となる。そして、サンプリング間隔は、展開画像の縦横比が変化しないように設定される。例えば、展開画像の幅が640ドットで管状物10の内周が1.28mであれば、展開画像の長さ方向の640ドット分が1.28mとなり、1ドットが2mmとなる。従って、サンプリング間隔は基本的に2mmとなる。尚、画像取込部23は、サンプリングされる画像データの総数が一定となるように、サンプリングラインの径に応じてサンプリングする画像データの間隔を変化させる。よって、サンプリングラインの径が異なっていても、サンプリングされる画像データの量は一定となり展開画像に幅方向の歪みが生じることはない。
In addition, how many mm interval (sampling interval in the present application) the image data of the inner wall surface of the
次に、管内壁面画像展開システム50の動作を説明する。尚、ここでは、上記同様、画像撮影手段20が管状物10に沿って手前側から奥側に向かって前進するものとし、隣り合うサンプリングラインの間隔が管状物10の0.2mmに相当し、サンプリング間隔を1mmとする。よってこの場合、図3における第1サンプリング位置Paと第2サンプリング位置Pbとは、第1画像データSPa及び第2画像データSPb取り込み後にそれぞれ1mm、奥側に進むこととなる。
Next, the operation of the pipe inner wall surface
先ず、図3に示すように、管状物10の内部に画像撮影手段20を設置する。ここで、画像撮影手段20が初期位置にあるとき、画像撮影手段20は管状物10内壁面を撮影し画像データSvとして位置情報挿入部22に出力する。また、管内壁面画像展開システム50の位置情報取得手段26は画像撮影手段20の位置情報Sp(現時点では初期位置のため位置情報Spは例えば“0”となる。)を位置情報挿入部22に出力する。位置情報挿入部22は図2に示すように、位置情報Spを画像データSvの先頭部分にドット列32として挿入し画像データSvpとして画像取込部23に出力する。
First, as shown in FIG. 3, the
画像取込部23は画像データSvpに対し、図2に示す、第1サンプリングライン群300と第2サンプリングライン群400とを設定する。そして、例えばサンプリングライン3000、4000を初期位置における第1サンプリング位置Pa、第2サンプリング位置Pbと設定する。そして、サンプリングライン3000、4000上の画像データをサンプリング開始点からそれぞれサンプリングして取り込み、第1画像データSPa、第2画像データSPbとして画像処理部24にそれぞれ出力する。その後、第1サンプリング位置Pa、第2サンプリング位置Pbはそれぞれ1mm、管状物10の奥側に移動する。
The image capturing unit 23 sets the first
次に、画像撮影手段20は管状物10に沿って前進しながら、連続して管状物10の内壁面を撮影し画像データSvを出力する。出力された画像データSvは同様にして位置情報挿入部22にて位置情報Spが挿入され画像データSvpとして画像取込部23に出力される。画像取込部23は入力した画像データSvpの位置情報Spから、画像データSvpの撮影位置を判断する。
Next, the image photographing means 20 continuously photographs the inner wall surface of the
例えば、画像取込部23に入力した画像データSvpが次の第1サンプリング位置Paに到達しない位置で撮影されたものである場合、画像取込部23は第1画像データSPa、第2画像データSPbの取り込みを行わず、次の画像データSvpが入力されるまで待機する。 For example, when the image data Svp input to the image capturing unit 23 is captured at a position that does not reach the next first sampling position Pa, the image capturing unit 23 uses the first image data SPa and the second image data. Wait until the next image data Svp is input without fetching SPb.
画像取込部23に入力した画像データSvpが次の第1サンプリング位置Paに合致する位置(ここでは、初期位置から1.0mm進んだ位置)で撮影されたものである場合、画像取込部23はサンプリングライン3000上の画像データと、サンプリングライン4000上の画像データとをそれぞれサンプリングして取り込み、第1画像データSPa、第2画像データSPbとしてそれぞれ画像処理部24に出力する。
When the image data Svp input to the image capturing unit 23 is taken at a position that coincides with the next first sampling position Pa (here, a position advanced by 1.0 mm from the initial position), the image capturing unit 23 samples and captures the image data on the
画像取込部23に入力した画像データSvpが、次の第1サンプリング位置Paを1.2mm過ぎた位置で撮影された画像データSvpであると判断された場合、画像取込部23はサンプリングライン3000から1.2mm手前の位置に相当するサンプリングライン3006を選択してサンプリングを行い第1画像データSPaとして画像処理部24に出力する。また、サンプリングライン4006を選択してサンプリングを行い第2画像データSPbとして画像処理部24に出力する。この後、第1サンプリング位置Pa、第2サンプリング位置Pbはそれぞれ1mm管状物10の奥側に移動する。この新たな第1サンプリング位置Pa、第2サンプリング位置Pbは、現在入力している画像データSvp上のサンプリングライン3001、サンプリングライン4001に相当するから、画像取込部23はサンプリングライン3001を選択してサンプリングを行い第1画像データSPaとして画像処理部24に出力する。また、サンプリングライン4001を選択してサンプリングを行い第2画像データSPbとして画像処理部24に出力する。よってこの場合には、1つの画像データSvpから第1サンプリング位置Paに対して2箇所、第2サンプリング位置Pbに対して2箇所の合計4箇所のサンプリングを行うことができる。
When it is determined that the image data Svp input to the image capturing unit 23 is image data Svp photographed at a position that is 1.2 mm past the next first sampling position Pa, the image capturing unit 23 performs sampling line processing. A sampling line 3006 corresponding to a position before 3000 to 1.2 mm is selected, sampled, and output to the
尚、第1サンプリング位置Pa、第2サンプリング位置Pbがサンプリングラインの間に位置する場合には、画像取込部23は第1サンプリング位置Pa、第2サンプリング位置Pbに一番近いサンプリングラインを選択して第1画像データSPa、第2画像データSPbのサンプリングを行う。 When the first sampling position Pa and the second sampling position Pb are located between the sampling lines, the image capturing unit 23 selects the sampling line closest to the first sampling position Pa and the second sampling position Pb. Then, the first image data SPa and the second image data SPb are sampled.
画像取込部23で出力された第1画像データSPaは、画像処理部24で縦1列の直線状に配列する画像展開処理が施された後、第1展開データSPa’として記録部25の第1記録領域25aに記録される。また、第2画像データSPbは、画像処理部24で縦1列の直線状に配列する画像展開処理が施された後、第2展開データSPb’として記録部25の第2記録領域25bに記録される。このとき、第1記録領域25a、第2記録領域25bは、直前に記録された第1展開データSPa’、第2展開データSPb’の右の画素列(画像撮影手段20が管状物10を後退して進む場合には左の画素列)に、新たな第1展開データSPa’、第2展開データSPb’を配列して記録する。
The first image data SPa output from the image capturing unit 23 is subjected to an image expansion process in which the
これらの作業を繰り返すことで、第1記録領域25aには第1サンプリング位置Paによる第1展開画像Sfaが記録され、また第2記録領域25bには第2サンプリング位置Pbによる第2展開画像Sfbが記録される。
By repeating these operations, the first developed image Sfa at the first sampling position Pa is recorded in the
そして、画像撮影手段20が前進して図3における位置Aに到達すると、初期位置における第1サンプリング位置Paと位置Aにおける第2サンプリング位置Pbとが一致する。このため、位置A以降の管状物10の領域Bでは同一位置が第1サンプリング位置Paと第2サンプリング位置Pbの双方でサンプリングされることとなる。従って、管状物10の領域Bの展開画像は、第1サンプリング位置Pa(角度θa)でサンプリングして形成された第1展開画像Sfa内と、第2サンプリング位置Pb(角度θb)でサンプリングして形成された第2展開画像Sfb内の双方に存在することとなる。
When the image photographing means 20 moves forward and reaches position A in FIG. 3, the first sampling position Pa at the initial position and the second sampling position Pb at position A coincide. For this reason, in the region B of the
上記のようにして管状物10の所定範囲の第1展開画像Sfa及び第2展開画像Sfbの作成が終了すると、例えば管内壁面画像展開システム50の画像出力部27が第1展開画像Sfaもしくは第2展開画像Sfbのいずれか一方を表示手段45に表示させる。そして、作業者が表示手段45に表示された展開画像のうち立体的に表示させたい領域を指示すると、画像出力部27は図4に示すように、作業者が指示した領域の第1展開画像Sfa及び第2展開画像Sfbを表示手段45に左右に並べて表示させる。尚、図4では平行法による表示例を示しており、この場合、第1展開画像Sfaは左に第2展開画像Sfbは右に表示される、交差法の場合には第1展開画像Sfaと第2展開画像Sfbの表示位置は逆になる。この表示された第1展開画像Sfa及び第2展開画像Sfbは同一位置を異なる視点、即ち第1サンプリング位置Pa、第2サンプリング位置Pbによって得られた展開画像であるから、これを左右に並べて表示し、且つ作業者が両眼の焦点をずらしてステレオグラム的に目視することで、作業者は第1展開画像Sfa及び第2展開画像Sfbを一つの立体的な展開画像として認識することができる。これにより、作業者は管状物10の内壁面の亀裂11やヒビ12などの異常の程度や深度等を直感的に把握することが可能となる。また、図5に示すように、作業者の両眼の間に遮蔽板を有する箱型の窓45aを表示手段45に設置して、作業者の左目で一方の展開画像(図4では第1展開画像Sfa)のみを、右目で他方の展開画像(図4では第2展開画像Sfb)のみを目視させるようにしても良い。
When the creation of the first developed image Sfa and the second developed image Sfb in the predetermined range of the
また、日本のTV画像の表示方式は偶数フィールドの画像と奇数フィールドの画像とを交互に表示するインタレース方式を多く採用しているため、管内壁面画像展開システム50は1フレームの画像データSvpを偶数フィールドの画像データSvpと奇数フィールドの画像データSvpとに分割して、それぞれのフィールドの画像データSvpの位置情報を確認した上で、上記のサンプリング動作等を行い、第1展開画像Sfa及び第2展開画像Sfbを作成するようにしても良い。上記の構成によれば、1枚の画像データSvpから偶数フィールドの画像データSvpと奇数フィールドの画像データSvpとの2枚の撮影画像を得ることができるため、画像撮影手段20の移動速度を約2倍とすることが可能で、更なる展開画像作成作業の高速化を図ることができる。
In addition, the Japanese TV image display method employs an interlace method in which even field images and odd field images are alternately displayed. Therefore, the inner wall
さらに、管内壁面画像展開システム50のサンプリングに際しては、以下に説明するようにサンプリングラインの近傍に位置する画素の画像データを、理想サンプリング点の位置に基づいた比率で合成して取り込むようにしても良い。
Further, when sampling by the inner wall surface
図6は上記の画像データのサンプリングを説明する概念図である。図6の実線で囲まれた四角は画像データSvpが画面上に表示されたときの画面の画素を示し、ここでは便宜的に縦方向に8番目〜10番目の走査線及び、横方向にそれらの走査線の4番目〜8番目の画素を表すものとする。ここで、選択されたサンプリングラインによって画像データをサンプリングする際に、サンプリングラインを構成する個々の点である理想サンプリング点R1は、図6に示すように、常にサンプリングする画素の中心に位置するわけではない。 FIG. 6 is a conceptual diagram illustrating the sampling of the image data. The squares surrounded by the solid lines in FIG. 6 indicate screen pixels when the image data Svp is displayed on the screen. Here, for convenience, the eighth to tenth scanning lines in the vertical direction and those in the horizontal direction are shown. The fourth to eighth pixels of the scanning line are represented. Here, when the image data is sampled by the selected sampling line, the ideal sampling point R1, which is an individual point constituting the sampling line, is always located at the center of the pixel to be sampled as shown in FIG. is not.
仮に、8番目の走査線αの中心を8.0とし5番目の画素列の中心を5.0としたときに、理想サンプリング点R1の座標が(5.2,8.3)の位置に仮想的に存在した場合を考える。当然のことながら走査線αの5番目の画素α5は1つの画像データしか有しておらず、理想サンプリング点R1が画素α5のどこの位置に存在しようとも1つの画像データしか提供することはできない。このような場合には、画像取込部23は画素α5の近傍に位置する走査線αの6番目の画素α6、走査線βの5番目及び6番目の画素β5、β6の画像データを理想サンプリング点R1の位置に基づいた比率で合成し、その合成した画像データをサンプリングした画像データとする。 If the center of the eighth scanning line α is 8.0 and the center of the fifth pixel row is 5.0, the coordinates of the ideal sampling point R1 are at the position of (5.2, 8.3). Consider the case where it exists virtually. Naturally, the fifth pixel α5 of the scanning line α has only one image data, and only one image data can be provided no matter where the ideal sampling point R1 is located in the pixel α5. . In such a case, the image capturing unit 23 performs ideal sampling on the image data of the sixth pixel α6 of the scanning line α and the fifth and sixth pixels β5 and β6 of the scanning line β located in the vicinity of the pixel α5. Synthesis is performed at a ratio based on the position of the point R1, and the synthesized image data is used as sampled image data.
即ち、理想サンプリング点R1の横方向の座標は5.2であるから、画素α5の画像データを80%、画素α6の画像データを20%の比率で合成する。同様に画素β5の画像データを80%、画素β6の画像データを20%の比率で合成する。また、理想サンプリング点R1の縦方向の座標は8.3であるから、合成された走査線αの画像データを70%、合成された走査線βの画像データを30%の比率で合成する。つまり、理想サンプリング点R1にてサンプリングされる画像データは、画素α5の画像データを56%、画素α6の画像データを14%、画素β5の画像データを24%、画素β6の画像データを6%の比率で合成したものとなる。このように、理想サンプリング点の近傍に位置する画素の画像データを理想サンプリング点の位置に基づいた比率で合成し、これをサンプリングした画像データとすることで、より滑らかで正確な展開画像を作成することが可能となる。 That is, since the horizontal coordinate of the ideal sampling point R1 is 5.2, the image data of the pixel α5 is combined at a ratio of 80% and the image data of the pixel α6 is combined at a ratio of 20%. Similarly, the image data of the pixel β5 is combined at a ratio of 80% and the image data of the pixel β6 is combined at a ratio of 20%. Further, since the vertical coordinate of the ideal sampling point R1 is 8.3, the synthesized image data of the scanning line α is synthesized at a ratio of 70%, and the synthesized image data of the scanned line β is synthesized at a ratio of 30%. That is, the image data sampled at the ideal sampling point R1 is 56% of the image data of the pixel α5, 14% of the image data of the pixel α6, 24% of the image data of the pixel β5, and 6% of the image data of the pixel β6. It will be synthesized at the ratio of In this way, image data of pixels located near the ideal sampling point is synthesized at a ratio based on the position of the ideal sampling point, and this is used as sampled image data to create a smoother and more accurate developed image. It becomes possible to do.
更に、本発明に係る管内壁面画像展開システム50は、画像撮影手段20にジャイロセンサやピアゾ式3次元加速度センサなどの周知の姿勢検知手段を備えることができる。画像撮影手段20に備えられた姿勢検知手段は、画像撮影手段20のX軸、Y軸、Z軸方向の姿勢の変化を姿勢情報として位置情報挿入部22に出力する。位置情報挿入部22は位置情報取得手段26からの位置情報Spに加え、姿勢検知手段からの姿勢情報をデジタル信号として画像撮影手段20からの画像データSvに挿入し、画像データSvpとして画像処理部24に出力する。画像処理部24は入力された画像データSvpの姿勢情報に基づいて画面上のサンプリングライン300の形状、位置、及びサンプリング開始点の位置を補正する。この構成によれば、画像撮影手段20の姿勢が管状物10の内部を移動中に変化したとしても、得られる展開画像に歪みが生じることはない。
Further, the inner wall surface
以上のことから、本発明に係る管内壁面画像展開システム50によれば、画像撮影手段20を介して取得した画像データSvpに対し、視点の異なる2つの第1サンプリング位置Pa、第2サンプリング位置Pbで第1画像データSPa、第2画像データSPbをサンプリングし、この第1画像データSPa、第2画像データSPbを用いて2つの第1展開画像Sfa、第2展開画像Sfbを作成する。そして、同一位置の第1展開画像Sfa、第2展開画像Sfbを左右に並べて表示することで、作業者は第1展開画像Sfa、第2展開画像Sfbを一つの立体的な展開画像として認識することができる。これにより、作業者は管状物10の内壁面の亀裂11やヒビ12などの異常の程度や深度等を直感的に把握することが可能となる。
From the above, according to the pipe inner wall surface
尚、本発明は本発明の要旨を逸脱しない範囲で変更して実施することができる。 In addition, this invention can be changed and implemented in the range which does not deviate from the summary of this invention.
10 管状物
20 画像撮影手段
22 位置情報挿入部
23 画像取込部
24 画像処理部
25 記録部
25a 第1記録領域
25b 第2記録領域
27 画像出力部
50 管内壁面画像展開システム
300 第1サンプリングライン群
400 第2サンプリングライン群
Sv、Svp 画像データ
Sp 位置情報
Pa 第1サンプリング位置
Pb 第2サンプリング位置
L 距離
SPa 第1画像データ
SPb 第2画像データ
SPa’ 第1展開データ
SPb’ 第2展開データ
Sfa 第1展開画像
Sfb 第2展開画像
10 Tubular material
20 Image photographing means
22 Position information insertion part
23 Image capture unit
24 Image processing unit
25 Recording section
25a First recording area
25b Second recording area
27 Image output unit
50 In-pipe wall image expansion system
300 First sampling line group
400 Second sampling line group
Sv, Svp image data
Sp location information
Pa first sampling position
Pb Second sampling position
L distance
SPa first image data
SPb Second image data
SPa 'first expansion data
SPb 'second expansion data
Sfa first developed image
Sfb second development image
Claims (1)
前記管状物の内形と略相似形でかつ大きさの異なる複数のサンプリングラインで構成されるサンプリングライン群を設定するとともに、前記位置情報挿入部により挿入された位置情報に基づいて、前記サンプリングライン群から所定のサンプリングラインを選択し、選択されたサンプリングラインに沿って画像データのサンプリングを行う画像取込部と、
当該画像取込部でサンプリングされた画像データを直線状に配列して展開データとして出力する画像処理部と、
前記展開データを記録して展開画像を形成する記録部と、
前記展開画像を表示させる画像出力部と、
を有する管内壁面画像展開システムにおいて、
前記画像取込部が画像データ上の所定の位置に第1サンプリングライン群を設定し、第1サンプリングライン群の内側もしくは外側に所定の間隔をとって第2サンプリングライン群を設定し、さらに第1サンプリングライン群から第1サンプリング位置に相当するサンプリングラインを選択して第1画像データをサンプリングするとともに、第1サンプリング位置から所定の距離だけ離れた第2サンプリング位置に相当するサンプリングラインを第2サンプリングライン群から選択して第2画像データをサンプリングし、
前記画像処理部が第1画像データを直線状に配列し第1展開データとして出力するとともに、第2画像データを直線状に配列し第2展開データとして出力し、
前記記録部が第1記録領域に第1展開データを記録して第1展開画像を形成するとともに、第2記録領域に第2展開データを記録して第2展開画像を形成し、
前記画像出力部が管状物における同一位置の第1展開画像と第2展開画像とを並べて表示させることで、展開画像を立体的に認識可能とすることを特徴とする管内壁面画像展開システム。 A position information insertion unit for inserting the position information of the image photographing means at the time of photographing the image data into the image data of the whole sky image in the tubular thing photographed by the image photographing means moving inside the tubular object;
A sampling line group configured by a plurality of sampling lines that are substantially similar to the inner shape of the tubular object and have different sizes is set, and the sampling line is based on the position information inserted by the position information insertion unit. An image capturing unit that selects a predetermined sampling line from the group and samples the image data along the selected sampling line;
An image processing unit that linearly arranges the image data sampled by the image capturing unit and outputs the developed data;
A recording unit for recording the developed data to form a developed image;
An image output unit for displaying the developed image;
In the pipe inner wall image development system,
The image capturing unit sets a first sampling line group at a predetermined position on the image data, sets a second sampling line group at a predetermined interval inside or outside the first sampling line group, and further The sampling line corresponding to the first sampling position is selected from one sampling line group to sample the first image data, and the second sampling line corresponding to the second sampling position separated from the first sampling position by a predetermined distance is selected. Sampling the second image data by selecting from the sampling line group,
The image processing unit arranges the first image data linearly and outputs it as first development data, and arranges the second image data linearly and outputs it as second development data,
The recording unit records first development data in a first recording area to form a first development image, and records second development data in a second recording area to form a second development image;
An image development system for an inner wall surface of a tube, wherein the image output unit enables a three-dimensional recognition of the developed image by displaying the first developed image and the second developed image at the same position side by side in the tubular object.
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