JP2013015452A - Reinforcement range extraction device, reinforcement range extraction method, and reinforcement range extraction program - Google Patents

Reinforcement range extraction device, reinforcement range extraction method, and reinforcement range extraction program Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To simply and accurately acquire information on reinforcement arrangement.SOLUTION: In a reinforcement information acquisition system 1, a portable terminal 4 detects markers MK1 and MK2 from the whole image corresponding to a part of a background bar B (S901). Next, an image existing between the marker MK1 and the marker MK2 is cut out (S902). In the cut image, by detecting locations where the brightness of pixel is discontinued in a direction perpendicular to the axis direction of a reinforcement, edges serving as area boundary lines are extracted (S903). Then, from the extracted edges, unnecessary edges are removed (S904). Next, frequency distribution for brightness distribution of the image is created, and based on the frequency distribution, representative brightness values in three ranges of reinforcement, shadow and background are calculated, and using the representative brightness values, the range encircled by respective edges is determined as any of the three (S905). Furthermore, when among the determined ranges, two adjacent ranges sandwiching an edge are the same, the two ranges are integrated as one range (S906).

Description

本発明は、鉄筋、鉄筋の影、背景を含む撮影画像から鉄筋の領域を抽出する装置、方法及びプログラムに関する。   The present invention relates to an apparatus, method, and program for extracting a reinforcing bar region from a captured image including a reinforcing bar, a shadow of the reinforcing bar, and a background.

建築工事の現場においては、鉄筋コンクリート構造物の鉄筋を撮影し、その撮影した画像をコンピュータで処理すること(画像処理)により、鉄筋の本数、径及びピッチを計測する。そのとき、撮影対象となる鉄筋(対象鉄筋)は、通常、後方に位置する別の鉄筋や、様々な背景と重なるので、対象鉄筋の画像が不鮮明になり、画像処理の結果として計測される径長等の精度が悪くなる。そこで、画像処理による計測結果の精度を向上させるために、対象鉄筋だけを鮮明に撮影できるように、その後方に白いボードを設置することが必要になる。特許文献1には配筋情報取得装置及びその方法が開示されており、段落0033には白いボードの設置に関して記載されている。   At the construction site, the number of reinforcing bars, diameter, and pitch are measured by photographing the reinforcing bars of a reinforced concrete structure and processing the captured images with a computer (image processing). At that time, the rebar to be imaged (target rebar) usually overlaps with another rebar located behind and various backgrounds, so the image of the target rebar becomes unclear and the diameter measured as a result of image processing The accuracy such as length becomes worse. Therefore, in order to improve the accuracy of the measurement result by image processing, it is necessary to install a white board behind the object so that only the target reinforcing bar can be clearly photographed. Patent Document 1 discloses a bar arrangement information acquisition apparatus and method, and paragraph 0033 describes the installation of a white board.

特開2010−122008号公報JP 2010-122008

しかしながら、特許文献1の配筋情報取得方法には、以下のような問題点がある。
(1)白いボードは、その形状を工夫しない限り、スペースの狭い鉄筋内に挿入できない。すなわち、対象鉄筋の後方に白いボードをうまく設置できない。
(2)別途、マーカを対象鉄筋に貼付する必要がある。
(3)白いボード1枚で主筋及び補強筋の両方を計測することが困難である。
(4)日射や外部の照明により、白いボードに対象鉄筋の影が映り、鉄筋径を誤計測するおそれがある。
However, the bar arrangement information acquisition method of Patent Document 1 has the following problems.
(1) A white board cannot be inserted into a rebar with a small space unless its shape is devised. That is, a white board cannot be installed well behind the target reinforcing bar.
(2) It is necessary to affix a marker to the target reinforcing bar separately.
(3) It is difficult to measure both the main reinforcement and the reinforcement reinforcement with one white board.
(4) The shadow of the target rebar appears on the white board due to solar radiation or external illumination, and the rebar diameter may be measured incorrectly.

そこで、撮影時に影の影響を小さくする(影を白っぽくして、2値化により背景バーと同じグループにする)ためにフラッシュ撮影を行い、2値化手法により黒い部分を鉄筋として抽出した。ところが、さらに次のような問題点が発生した。
(1)屋外で撮影したときに、日射の影響により鉄筋やその他の影が背景バー上にでき、2値化が精度よくできない(具体的には、鉄筋が実際より太く抽出される)ことがあった(図22(a)及び(b)参照)。
(2)フラッシュ撮影したときに、鉄筋が白く光って、2値化が精度よくできない(具体的には、鉄筋が実際より細く抽出される)ことがあった(図22(a)及び(c)参照)。
(3)2値化が精度よくできないときに、2値化のパラメータを変更すると精度がよくなることがあるが、パラメータの変更は、熟練したユーザでなければ難しい。
以上のように、輝度の閾値だけによる2値化により鉄筋を抽出する手法は、誤検出率が高かった。
Therefore, in order to reduce the influence of the shadow at the time of shooting (to make the shadow whitish and to make the same group as the background bar by binarization), a black part was extracted as a reinforcing bar by the binarization method. However, the following problems occurred.
(1) When shooting outdoors, rebars and other shadows can be placed on the background bar due to the effects of solar radiation, and binarization cannot be performed accurately (specifically, rebars are extracted thicker than they actually are). (See FIGS. 22 (a) and (b)).
(2) When flash photography was performed, the reinforcing bars shined white and binarization could not be performed with accuracy (specifically, the reinforcing bars were extracted to be thinner than the actual ones) (FIGS. 22A and 22C). )reference).
(3) When the binarization cannot be performed with high accuracy, the accuracy may be improved by changing the binarization parameter. However, it is difficult to change the parameter unless it is a skilled user.
As described above, the method of extracting reinforcing bars by binarization using only the luminance threshold has a high false detection rate.

本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、その主たる目的は、簡単に精度よく鉄筋の配筋情報を取得することにある。   The present invention has been made in view of the above problems, and a main object thereof is to easily and accurately acquire reinforcing bar arrangement information.

上記課題を解決するために、本発明は、鉄筋を撮影した画像から、鉄筋の領域を抽出する鉄筋領域抽出装置であって、前記画像において、前記鉄筋の軸方向に対して垂直に並んだピクセルの輝度をスキャンし、隣接するピクセル間で輝度が不連続になる箇所を連結して、領域の境界線であるエッジを抽出する第1手段と、前記画像における各ピクセルの輝度分布に基づいて、鉄筋の領域における輝度値の標準値である標準輝度値を計算する第2手段と、前記抽出したエッジに挟まれた各領域における輝度の範囲が、前記計算した標準輝度値を含む場合に、当該領域を鉄筋の領域として特定する第3手段と、を備えることを特徴とする。   In order to solve the above-described problem, the present invention provides a reinforcing bar region extracting device that extracts a reinforcing bar region from an image obtained by photographing a reinforcing bar, and in the image, pixels lined up perpendicular to the axial direction of the reinforcing bar. A first means for extracting the edge that is a boundary line of the region by connecting the places where the luminance is discontinuous between adjacent pixels, and based on the luminance distribution of each pixel in the image, A second means for calculating a standard luminance value, which is a standard value of luminance values in a reinforcing bar region, and a range of luminance in each region sandwiched between the extracted edges includes the calculated standard luminance value, And a third means for specifying the region as a region of a reinforcing bar.

この構成によれば、鉄筋、鉄筋の影、背景を含む画像において、輝度の不連続箇所を検出することにより、領域の境界線であるエッジを抽出し、2本のエッジに挟まれた部分を、鉄筋又は鉄筋以外の領域とする。その領域の中から、輝度分布に基づく標準輝度値を用いて鉄筋の領域を特定するので、画像を2値化することなく、鉄筋の誤検出を抑止することができる。そして、画像の2値化を行わないので、2値化パラメータの修正等の微調整が不要になる。以上によれば、簡単に精度よく、鉄筋の領域を抽出し、その鉄筋の配筋情報を取得することができる。   According to this configuration, by detecting a discontinuous portion of luminance in an image including a reinforcing bar, a reinforcing bar shadow, and a background, an edge that is a boundary line of the region is extracted, and a portion sandwiched between two edges is extracted. , Reinforcing bars or areas other than reinforcing bars. Since the region of the reinforcing bar is specified from the region using the standard luminance value based on the luminance distribution, erroneous detection of the reinforcing bar can be suppressed without binarizing the image. Since the image is not binarized, fine adjustment such as correction of the binarization parameter becomes unnecessary. According to the above, it is possible to easily and accurately extract a reinforcing bar region and acquire the reinforcing bar arrangement information.

また、本発明の上記鉄筋領域抽出装置において、前記画像は、前記鉄筋の軸方向に対して垂直な方向に所定の間隔をおいて設けられた複数のパターンを含み、前記第1手段は、前記ピクセルの輝度を、前記パターンに基づく方向にスキャンすることとしてもよい。
この構成によれば、鉄筋を含む画像において、鉄筋の軸方向に対して垂直に並んだピクセルの輝度をスキャンする際に、当該画像に含まれているパターンを用いることにより、スキャンすべき方向を容易に特定することができる。
Further, in the reinforcing bar region extracting device according to the present invention, the image includes a plurality of patterns provided at predetermined intervals in a direction perpendicular to the axial direction of the reinforcing bar, and the first means includes the first means, It is good also as scanning the brightness | luminance of a pixel in the direction based on the said pattern.
According to this configuration, when scanning the luminance of the pixels arranged perpendicular to the axial direction of the reinforcing bar in the image including the reinforcing bar, the direction to be scanned is determined by using the pattern included in the image. Can be easily identified.

また、本発明の上記鉄筋領域抽出装置において、前記第1手段は、前記隣接するピクセルの輝度に対して微分演算を行い、当該演算値に基づいて、当該輝度が不連続になるピクセルを検出することとしてもよい。
この構成によれば、輝度が不連続になるピクセルを精度よく検出することができるので、エッジを精確に抽出することができる。
In the reinforcing bar region extracting apparatus of the present invention, the first means performs a differential operation on the luminance of the adjacent pixel, and detects a pixel in which the luminance is discontinuous based on the calculated value. It is good as well.
According to this configuration, it is possible to accurately detect pixels whose luminance is discontinuous, and thus it is possible to accurately extract edges.

また、本発明の上記鉄筋領域抽出装置において、前記第1手段は、前記鉄筋の軸方向を縦方向とし、前記抽出した各エッジのうち、その縦幅が背景バーの幅と同等であり、かつ、その縦横比が所定値より大きいエッジを、前記第3手段の処理対象とすることとしてもよい。
この構成によれば、縦幅が背景バーの幅と同等であり、かつ、縦長になっているエッジを、有効なエッジとして残すことにより、エッジに挟まれた領域を精度よく把握することができる。
Further, in the reinforcing bar region extracting apparatus of the present invention, the first means sets the axial direction of the reinforcing bar as the vertical direction, and the vertical width of each of the extracted edges is equal to the width of the background bar, and An edge having an aspect ratio larger than a predetermined value may be set as a processing target of the third means.
According to this configuration, by leaving an edge having a vertical width equal to the width of the background bar and having a vertical length as an effective edge, it is possible to accurately grasp the region sandwiched between the edges. .

また、本発明の上記鉄筋領域抽出装置において、前記第2手段は、前記画像における各ピクセルの輝度分布から各輝度の度数分布を作成し、当該度数が極大になる輝度値のうち、最小値を前記鉄筋の領域における標準輝度値とすることとしてもよい。
この構成によれば、鉄筋を含む画像は、エッジにより鉄筋、鉄筋の影、板材の背景の3つの領域に分けることができるが、3つの領域の中で、鉄筋の輝度が最も小さくなる。そこで、度数が極大になる輝度値のうち、最小値を鉄筋の領域における標準輝度値とすることにより、エッジに挟まれた領域の中から、鉄筋の領域を容易に特定することができる。
In the reinforcing bar region extracting apparatus of the present invention, the second means creates a frequency distribution of each luminance from the luminance distribution of each pixel in the image, and sets the minimum value among the luminance values at which the frequency is maximized. The standard luminance value in the reinforcing bar region may be used.
According to this configuration, an image including a reinforcing bar can be divided into three regions, that is, a reinforcing bar, a shadow of the reinforcing bar, and a background of the plate material, by edge, but the luminance of the reinforcing bar is the smallest among the three regions. Therefore, by setting the minimum value among the luminance values at which the frequency is maximized as the standard luminance value in the reinforcing bar region, it is possible to easily specify the reinforcing bar region from the region sandwiched between the edges.

また、本発明の上記鉄筋領域抽出装置において、前記第3手段は、前記特定した鉄筋の領域が隣接するときには、当該隣接する領域を統合し、1つの鉄筋領域として特定することとしてもよい。
この構成によれば、1つの鉄筋の領域に、エッジを境界線として隣接する領域が、鉄筋影や板材の背景ではなく、別の鉄筋の領域になっている場合(輝度の異なる2つの鉄筋部分が連続して撮影される場合)がある。このような場合に、別々の鉄筋の領域としてではなく、統合された1つの鉄筋の領域として特定することにより、その後の鉄筋の径やピッチを計算する際に非常に有用になる。
Further, in the reinforcing bar region extracting apparatus of the present invention, when the specified reinforcing bar region is adjacent, the third means may integrate the adjacent regions and specify a single reinforcing bar region.
According to this configuration, when a region adjacent to one reinforcing bar region with an edge as a boundary line is not a reinforcing bar shadow or a background of a plate material but a separate reinforcing bar region (two reinforcing bar portions having different luminances). Are taken continuously). In such a case, it is very useful when calculating the diameter and pitch of the subsequent reinforcing bars by specifying the area of the integrated reinforcing bars rather than as separate reinforcing bar areas.

また、本発明は、鉄筋領域抽出方法及び鉄筋領域抽出プログラムを含む。その他、本願が開示する課題及びその解決方法は、発明を実施するための形態の欄、及び図面により明らかにされる。なお、本発明は、本出願人による特願2010−211111の発明をさらに改良したものである。   The present invention also includes a reinforcing bar region extraction method and a reinforcing bar region extraction program. In addition, the problems disclosed by the present application and the solutions thereof will be clarified by the description of the mode for carrying out the invention and the drawings. The present invention is a further improvement of the invention of Japanese Patent Application No. 2010-211111 by the present applicant.

本発明によれば、簡単に精度よく鉄筋の配筋情報を取得することができる。   According to the present invention, reinforcing bar arrangement information can be obtained easily and accurately.

配筋情報取得システム1の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the bar arrangement information acquisition system. 携帯端末4のハードウェア構成を示す図である。2 is a diagram showing a hardware configuration of a mobile terminal 4. FIG. 管理サーバ5のハードウェア構成を示す図である。2 is a diagram illustrating a hardware configuration of a management server 5. FIG. 配筋情報取得システム1に記憶されるデータの構成を示す図であり、(a)は携帯端末4の記憶部45に記憶されるデータの構成を示し、(b)は管理サーバ5の記憶部55に記憶されるデータの構成を示す。It is a figure which shows the structure of the data memorize | stored in the bar arrangement information acquisition system 1, (a) shows the structure of the data memorize | stored in the memory | storage part 45 of the portable terminal 4, (b) is the memory | storage part of the management server 5 The structure of data stored in 55 is shown. 異形鉄筋の状態を定義する図であり、(a)はリブ位置0°の状態を示し、(b)はリブ位置90°の状態を示し、(c)はリブ位置60°の状態を示す。It is a figure which defines the state of a deformed reinforcing bar, (a) shows the state of rib position 0 °, (b) shows the state of rib position 90 °, (c) shows the state of rib position 60 °. 携帯端末4の鉄筋規格情報452の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the reinforcement standard information 452 of the portable terminal. 鉄筋画像の撮影方法を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the imaging | photography method of a rebar image. 携帯端末4による画像処理の第1の実施例を示すフローチャートである。3 is a flowchart illustrating a first embodiment of image processing by the portable terminal 4; 携帯端末4による鉄筋部分抽出の処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process of the reinforcement part extraction by the portable terminal. 携帯端末4による鉄筋径推定の処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the reinforcement diameter estimation process by the portable terminal. 背景バーBに関する図であり、(a)は背景バーBの形状を示し、(b)はマーカの例を示す。It is a figure regarding the background bar B, (a) shows the shape of the background bar B, (b) shows the example of a marker. 実際の異形鉄筋の例を示す図である。It is a figure which shows the example of an actual deformed reinforcing bar. 主筋の配筋情報の取得処理を説明するための図であり、主筋及び背景バーBを撮影した画像を示す。It is a figure for demonstrating the acquisition processing of the main bar arrangement information, and shows the image which imaged the main bar and the background bar B. 主筋の配筋情報の取得処理を説明するための図であり、(a)は図13の画像を−φだけ回転した画像を示し、(b)は測定原理を説明するための図を示す。It is a figure for demonstrating the acquisition process of the main bar arrangement information, (a) shows the image which rotated the image of FIG. 13 only by -phi, (b) shows the figure for demonstrating a measurement principle. (a)は鉄筋を含む画像及び抽出されたエッジの例を示し、(b)はエッジに外接する矩形が縦長である場合を示し、(c)はエッジに外接する矩形が縦長でない場合を示す。(A) shows an example of an image including a reinforcing bar and an extracted edge, (b) shows a case where a rectangle circumscribing the edge is vertically long, and (c) shows a case where a rectangle circumscribing the edge is not vertically long. . (a)は鉄筋の軸方向(高さ方向)における1つのピクセル位置の、横方向の輝度分布及び3つの領域の代表輝度値を示し、(b)は鉄筋の抽出結果を示す。(A) shows the luminance distribution in the horizontal direction and the representative luminance values of the three regions at one pixel position in the axial direction (height direction) of the reinforcing bar, and (b) shows the extraction result of the reinforcing bar. 画像における輝度のヒストグラムを示す図であり、(a)は影の領域がある場合を示し、(b)は影の領域がない場合を示す。It is a figure which shows the histogram of the brightness | luminance in an image, (a) shows the case where there is a shadow area | region, (b) shows the case where there is no shadow area | region. 携帯端末4による画像処理の第2の実施例を示すフローチャートである。6 is a flowchart showing a second embodiment of image processing by the portable terminal 4; 主筋及び補強筋の配筋情報の取得処理を説明するための図であり、(a)は主筋及び補強筋の間に背景バーbを斜めに挿入した状態の画像を示し、(b)は(a)の画像において背景バーBの部分だけを2値化した画像を示す。It is a figure for demonstrating the acquisition processing of the reinforcement arrangement | positioning information of a main reinforcement and a reinforcement, (a) shows the image of the state which inserted the background bar b between the main reinforcement and the reinforcement, and (b) is ( An image obtained by binarizing only the portion of the background bar B in the image a) is shown. 主筋及び補強筋の配筋情報の取得処理を説明するための図であり、図19(a)の画像のうち、認識された主筋及び背景バーBを時計回りに−φだけ回転した画像を示す。It is a figure for demonstrating the acquisition processing of the reinforcement arrangement | positioning information of a main reinforcement and a reinforcement reinforcement, and shows the image which rotated the recognized main reinforcement and the background bar B by -phi clockwise among the images of Fig.19 (a). . 主筋及び補強筋の配筋情報の取得処理を説明するための図であり、図19(a)の画像のうち、認識された補強筋及び背景バーBを時計回りに−φだけ回転した画像を示す。It is a figure for demonstrating the acquisition processing of the reinforcement arrangement | positioning information of a main reinforcement and a reinforcement, Comprising: The image which rotated the recognized reinforcement and the background bar | burr B clockwise by -phi among the images of Fig.19 (a). Show. (a)は実際の鉄筋と影の画像を示し、(b)は影を鉄筋と見なしてしまうパターンを示し、(c)は鉄筋が光って細く見なしてしまうパターンを示す。(A) shows an image of an actual reinforcing bar and shadow, (b) shows a pattern in which the shadow is regarded as a reinforcing bar, and (c) shows a pattern in which the reinforcing bar is considered to be thin.

以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための最良の形態を説明する。本発明の実施の形態に係る配筋情報取得システムは、建設現場において、マーカ(パターン)を両端に付した背景バーを異形鉄筋の後ろに配置し、デジタルカメラを用いて両端のマーカ及びその間の異形鉄筋を撮影し、携帯端末(配筋情報取得装置)を用いて撮影画像から異形鉄筋の本数、径長及びピッチ(間隔)等の配筋情報を求め、径長の分布から各鉄筋の種類(規格、公称直径や呼び径)を推定するものである。   Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. In the bar arrangement information acquisition system according to the embodiment of the present invention, at a construction site, a background bar with markers (patterns) at both ends is arranged behind the deformed reinforcing bars, and the markers at both ends and a space between them are used using a digital camera. Take a picture of the deformed reinforcing bar, use the mobile terminal (rebar arrangement information acquisition device) to obtain the reinforcing bar information such as the number, diameter length, and pitch (interval) of the deformed reinforcing bar from the photographed image, and type of each reinforcing bar from the distribution of diameter length (Standard, nominal diameter and nominal diameter).

特に、鉄筋を撮影する際にフラッシュを用いないものとし、鉄筋を含む撮影画像における輝度の変化値に基づいて、領域の境界線であるエッジを検出し、そのエッジに挟まれた各領域における輝度の範囲と、画像の輝度分布から計算した、鉄筋の領域における輝度値の代表値(標準値)である代表輝度値(標準輝度値)とに基づいて、鉄筋の領域を特定する。また、背景バーを鉄筋の間に挿入可能な形状にし、その背景バーを斜めに挿入することにより、主筋及びせん断補強筋(以下、簡単に「補強筋」とする)の径長等を同時に計測することができる。なお、本実施の形態では、主筋は、鉛直方向に配置されているものとし、補強筋は、水平方向に配置されているものとする。   In particular, it is assumed that the flash is not used when photographing reinforcing bars, and the edge that is the boundary line of the region is detected based on the brightness change value in the captured image including the reinforcing bar, and the luminance in each region sandwiched between the edges is detected. And a representative luminance value (standard luminance value) that is a representative value (standard value) of luminance values in the reinforcing bar region calculated from the luminance distribution of the image, the reinforcing bar region is specified. In addition, by making the background bar into a shape that can be inserted between the reinforcing bars, and inserting the background bar diagonally, the diameters of the main bars and shear reinforcing bars (hereinafter simply referred to as “reinforcing bars”) are measured simultaneously. can do. In the present embodiment, the main bars are arranged in the vertical direction, and the reinforcing bars are arranged in the horizontal direction.

これによれば、鉄筋部分の誤検出率を大幅に低減することができる。また、現場で簡単に精度よく配筋情報を取得できるので、設計図面情報と比較、照合することにより、その場で出来形の正当性を判断することができる。   According to this, the false detection rate of the reinforcing bar portion can be greatly reduced. Further, since arrangement information can be obtained easily and accurately at the site, the correctness of the completed shape can be judged on the spot by comparing and collating with design drawing information.

≪システムの構成と概要≫
図1は、配筋情報取得システム1の構成を示す図である。配筋情報取得システム1は、建設現場におけるデジタルカメラ3及び携帯端末4と、事務所における管理サーバ5とを備える。デジタルカメラ3と、携帯端末4との間は、USB(Universal Serial Bus)ケーブル等による接続でデータの送受信が可能である。携帯端末4と、管理サーバ5との間は、無線通信等によりデータの送受信が可能である。
≪System configuration and overview≫
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a bar arrangement information acquisition system 1. The bar arrangement information acquisition system 1 includes a digital camera 3 and a portable terminal 4 at a construction site, and a management server 5 at an office. Data can be transmitted / received between the digital camera 3 and the portable terminal 4 through a USB (Universal Serial Bus) cable or the like. Data can be transmitted and received between the portable terminal 4 and the management server 5 by wireless communication or the like.

デジタルカメラ3は、鉄筋を含む柱、梁、床、壁等の撮影対象部位2を撮影するものであって、画素数が例えば400万画素以上であり、オートフォーカス機能をオフにできるものが用いられる。携帯端末4は、携帯型情報処理機器であり、デジタルカメラ3から撮影したデジタル画像を取り込んで配筋情報を生成し、管理サーバ5から設計図面情報を受信し、配筋情報と、設計図面情報とを比較、照合することにより、出来形が正当か否かを判定する。なお、携帯端末4は、PC(Personal Computer)やサーバで代用してもよい。管理サーバ5は、設計図面情報や工事写真情報を記憶する記憶部55を備え、それらの情報を携帯端末4と送受信する。   The digital camera 3 is used to take an image of the imaging target part 2 such as a pillar, a beam, a floor, or a wall including a reinforcing bar, and has a pixel count of, for example, 4 million pixels or more and can turn off the autofocus function. It is done. The portable terminal 4 is a portable information processing device, takes in a digital image taken from the digital camera 3 to generate reinforcement information, receives design drawing information from the management server 5, and arranges information and design drawing information. Are compared and checked to determine whether the finished shape is valid. The mobile terminal 4 may be replaced by a PC (Personal Computer) or a server. The management server 5 includes a storage unit 55 that stores design drawing information and construction photo information, and transmits and receives such information to and from the mobile terminal 4.

≪装置の構成≫
図2は、携帯端末4のハードウェア構成を示す図である。携帯端末4は、通信部41、表示部42、入力部43、処理部44及び記憶部45を備える。通信部41は、デジタルカメラ3や管理サーバ5とデータ通信を行う部分であり、例えば、USBポートやNIC(Network Interface Card)等によって実現される。表示部42は、処理部44からの指示によりデータを表示する部分であり、例えば、液晶ディスプレイ(LCD:Liquid Crystal Display)等によって実現される。入力部43は、オペレータがデータ(例えば、鉄筋規格情報等のデータ)を入力する部分であり、例えば、キーボードやマウス等によって実現される。処理部44は、各部間のデータの受け渡しを行うととともに、携帯端末4全体の制御を行うものであり、CPU(Central Processing Unit)が所定のメモリに格納されたプログラムを実行することによって実現される。記憶部45は、処理部44からデータを記憶したり、記憶したデータを読み出したりするものであり、例えば、フラッシュメモリやハードディスク装置等の不揮発性記憶装置によって実現される。
<< Device configuration >>
FIG. 2 is a diagram illustrating a hardware configuration of the mobile terminal 4. The portable terminal 4 includes a communication unit 41, a display unit 42, an input unit 43, a processing unit 44, and a storage unit 45. The communication unit 41 is a part that performs data communication with the digital camera 3 and the management server 5, and is realized by, for example, a USB port or a NIC (Network Interface Card). The display unit 42 is a part that displays data according to an instruction from the processing unit 44, and is realized by, for example, a liquid crystal display (LCD). The input unit 43 is a part where an operator inputs data (for example, data such as reinforcing bar standard information), and is realized by, for example, a keyboard or a mouse. The processing unit 44 delivers data between each unit and controls the entire mobile terminal 4 and is realized by a CPU (Central Processing Unit) executing a program stored in a predetermined memory. The The storage unit 45 stores data from the processing unit 44 and reads the stored data, and is realized by, for example, a nonvolatile storage device such as a flash memory or a hard disk device.

図3は、管理サーバ5のハードウェア構成を示す図である。管理サーバ5は、通信部51、表示部52、入力部53、処理部54及び記憶部55を備える。通信部51は、無線ネットワークを介して携帯端末4とデータ通信を行う部分であり、例えば、NIC等によって実現される。表示部52は、処理部54からの指示によりデータを表示する部分であり、例えば、液晶ディスプレイ等によって実現される。入力部53は、オペレータがデータ(例えば、設計図面情報等のデータ)を入力する部分であり、例えば、キーボードやマウス等によって実現される。処理部54は、各部間のデータの受け渡しを行うととともに、管理サーバ5全体の制御を行うものであり、CPUが所定のメモリに格納されたプログラムを実行することによって実現される。記憶部55は、処理部54からデータを記憶したり、記憶したデータを読み出したりするものであり、例えば、フラッシュメモリやハードディスク装置等の不揮発性記憶装置によって実現される。   FIG. 3 is a diagram illustrating a hardware configuration of the management server 5. The management server 5 includes a communication unit 51, a display unit 52, an input unit 53, a processing unit 54, and a storage unit 55. The communication unit 51 is a part that performs data communication with the portable terminal 4 via a wireless network, and is realized by, for example, a NIC or the like. The display unit 52 is a part that displays data in accordance with an instruction from the processing unit 54, and is realized by, for example, a liquid crystal display. The input unit 53 is a part where an operator inputs data (for example, data such as design drawing information), and is realized by, for example, a keyboard or a mouse. The processing unit 54 exchanges data between the units and controls the entire management server 5 and is realized by the CPU executing a program stored in a predetermined memory. The storage unit 55 stores data from the processing unit 54 and reads the stored data, and is realized by, for example, a nonvolatile storage device such as a flash memory or a hard disk device.

≪データの構成≫
図4は、配筋情報取得システム1に記憶されるデータの構成を示す図である。図4(a)は、携帯端末4の記憶部45に記憶されるデータの構成を示す。記憶部45は、画像処理プログラム451及び鉄筋規格情報452を記憶する。画像処理プログラム451は、デジタルカメラ3で撮影された画像データから配筋情報を取得し、設計図面情報との適合性を判定する処理を行うプログラムであり、当該処理の必要に応じて処理部44の指示により記憶部45から読み出される。鉄筋規格情報(鉄筋種類情報)452は、径長の分布から鉄筋の規格(種類)を求めるために用いられるテーブル情報である。その詳細は、別途説明する。
<< Data structure >>
FIG. 4 is a diagram illustrating a configuration of data stored in the bar arrangement information acquisition system 1. FIG. 4A shows a configuration of data stored in the storage unit 45 of the mobile terminal 4. The storage unit 45 stores an image processing program 451 and reinforcing bar standard information 452. The image processing program 451 is a program that acquires reinforcement information from image data captured by the digital camera 3 and performs a process of determining compatibility with the design drawing information. The processing unit 44 according to the necessity of the process. Is read from the storage unit 45 in response to the instruction. Reinforcing bar standard information (reinforcing bar type information) 452 is table information used for obtaining a reinforcing bar standard (type) from the distribution of diameters. Details thereof will be described separately.

図4(b)は、管理サーバ5の記憶部55に記憶されるデータの構成を示す。記憶部55は、設計図面情報551及び工事写真情報552を予め記憶する。設計図面情報551は、鉄筋等、建造物の設計に係る図面情報(異形鉄筋の径長を含む)であり、管理者により記憶部55に登録され、必要に応じて管理サーバ5から携帯端末4に送信される。工事写真情報552は、実際の建設現場における建造物の写真情報であり、デジタルカメラ3で撮影された写真情報が、携帯端末4経由で管理サーバ5に送信され、記憶部55に記憶される。   FIG. 4B shows a configuration of data stored in the storage unit 55 of the management server 5. The storage unit 55 stores design drawing information 551 and construction photograph information 552 in advance. The design drawing information 551 is drawing information related to the design of a building such as a reinforcing bar (including the diameter of the deformed reinforcing bar), registered in the storage unit 55 by the administrator, and from the management server 5 to the portable terminal 4 as necessary. Sent to. The construction photo information 552 is photo information of a building at an actual construction site. Photo information taken by the digital camera 3 is transmitted to the management server 5 via the mobile terminal 4 and stored in the storage unit 55.

図5は、異形鉄筋の状態を定義する図である。異形鉄筋は、建物の構造用材料の一つであり、鉄製の棒を圧延して表面に凹凸を設けた棒状の鋼材である。凹凸として、図5に示すように、節(フシ)と、リブとが設けられている。鉄筋の軸線に対して垂直な方向から見た(撮影した)場合、リブの位置(角度)によって異形鉄筋の径長が異なる。以下、リブが正面に向いた状態をリブ位置0°として、3つの状態について説明する。   FIG. 5 is a diagram for defining the state of the deformed reinforcing bar. The deformed reinforcing bar is one of building structural materials, and is a bar-shaped steel material in which an iron bar is rolled to provide unevenness on the surface. As the unevenness, as shown in FIG. 5, nodes (ribs) and ribs are provided. When viewed (taken) from a direction perpendicular to the axis of the reinforcing bar, the diameter of the deformed reinforcing bar varies depending on the position (angle) of the rib. Hereinafter, the three states will be described with the rib facing the front as a rib position of 0 °.

図5(a)は、リブ位置0°の状態を示す。この状態のリブは、正面に位置するので、径長には影響しない。図面に向かって右側の節と、左側の節とは、軸線方向に沿って交互に設けられている。従って、異形鉄筋の径長としては、節を含まない径長d0と、1つの節を含む径長d1とが抽出される。
図5(b)は、リブ位置90°の状態を示す。この状態のリブは両端に位置し、節はリブに含まれるので、異形鉄筋の径長としては、両端のリブを含む径長d2が抽出される。
図5(c)は、リブ位置60°の状態を示す。この状態のリブは、突起の高さによっては径長に影響を与える。図面に向かって右側の節は見えるが、左側の節は見えない。従って、異形鉄筋の径長としては、節を含まない径長d3と、1つの節を含む径長d4とが抽出される。なお、図12は、実際の異形鉄筋の例を示す図である。
FIG. 5A shows a state where the rib position is 0 °. Since the rib in this state is located on the front surface, the radial length is not affected. The right and left nodes as viewed in the drawing are alternately provided along the axial direction. Accordingly, as the diameter length of the deformed reinforcing bar, a diameter length d0 not including a node and a diameter length d1 including one node are extracted.
FIG. 5B shows a state where the rib position is 90 °. Since the ribs in this state are located at both ends and the nodes are included in the ribs, the diameter length d2 including the ribs at both ends is extracted as the diameter length of the deformed reinforcing bar.
FIG. 5C shows a state where the rib position is 60 °. The rib in this state affects the diameter length depending on the height of the protrusion. You can see the right-hand section but not the left-hand section when looking at the drawing. Therefore, as the diameter length of the deformed reinforcing bar, a diameter length d3 not including a node and a diameter length d4 including one node are extracted. In addition, FIG. 12 is a figure which shows the example of an actual deformed reinforcing bar.

図6は、携帯端末4の鉄筋規格情報452の構成例を示す図である。鉄筋規格情報452は、撮影した鉄筋画像における径長の分布からリブ位置を推定し、さらに該当する鉄筋の規格(種類)を特定するためのテーブル情報であり、呼び径4521、公称直径4522及びリブ位置4523を含むレコードから構成される。呼び径4521は、異形鉄筋の呼び径を示す。公称直径4522は、呼び径4521の異形鉄筋について一般に言われる直径(径長)を示す。リブ位置4523は、リブが正面の状態を0°とした場合のリブの位置(角度)を示すものであり、そのリブ位置4523が0〜60°、60〜75°及び75〜90°の3つの場合に対してそれぞれ径長の下限値及び上限値が示されている。なお、節やリブの形状や大きさに応じて径長の見え方が変わるので、リブ位置4523の範囲は、2つに分けてもよいし、4つ以上に分けてもよい。   FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration example of the reinforcing bar standard information 452 of the mobile terminal 4. The reinforcing bar standard information 452 is table information for estimating the rib position from the distribution of the diameter length in the photographed reinforcing bar image, and further specifying the standard (type) of the corresponding reinforcing bar. The nominal diameter 4521, the nominal diameter 4522, and the rib It is composed of records including a position 4523. A nominal diameter 4521 indicates the nominal diameter of the deformed reinforcing bar. The nominal diameter 4522 indicates a diameter (diameter length) generally referred to for a deformed reinforcing bar having a nominal diameter 4521. The rib position 4523 indicates the position (angle) of the rib when the front face of the rib is 0 °, and the rib position 4523 is 0 to 60 °, 60 to 75 °, and 75 to 90 °. The lower limit value and the upper limit value of the diameter length are shown for each of the two cases. Since the appearance of the diameter varies depending on the shape and size of the nodes and ribs, the range of the rib position 4523 may be divided into two, or may be divided into four or more.

鉄筋径の推定においては、まず、径長の分布から3つのリブ位置4523のうち、1つが推定され、径長の中央値(median)を下限値及び上限値の範囲と比較、照合し、呼び径4521及び公称直径4522の鉄筋規格を特定する。その詳細は、後記する。   In the estimation of the diameter of the reinforcing bar, first, one of the three rib positions 4523 is estimated from the distribution of the lengths, and the median of the lengths is compared with the range of the lower limit value and the upper limit value. Reinforcing bar standards with diameter 4521 and nominal diameter 4522 are specified. Details will be described later.

≪システムの処理≫
図7は、鉄筋画像の撮影方法を示すフローチャートである。これは、建設現場において、撮影者が背景バー及びデジタルカメラ3を用いて鉄筋を撮影し、その撮影画像を携帯端末4に転送し、携帯端末4を用いて撮影画像から配筋情報を取得する手順を示すものである。
≪System processing≫
FIG. 7 is a flowchart illustrating a method for capturing a reinforcing bar image. In the construction site, a photographer photographs a reinforcing bar using the background bar and the digital camera 3, transfers the photographed image to the portable terminal 4, and acquires reinforcement information from the photographed image using the portable terminal 4. The procedure is shown.

まず、撮影者は、デジタルカメラ3を決定する(S701)。その際、400万画素以上の設定が可能であり、かつ、オートフォーカス機能を切れるものか否かを確認し(S702)、その条件が合わなければ(S702のNO)、再度デジタルカメラ3を選び直す(S701)。当該条件が合えば(S702のYES)、決定したデジタルカメラ3のオートフォーカス機能をオフにし、撮影対象部位2と、デジタルカメラ3との間の適正な距離(例えば、2m)で焦点が合うように調節する(S703)。これ以降は、焦点距離を一定とする。そして、キャリブレーションボードを撮影し、カメラパラメータを取得する(S704)。これは、カメラキャリブレーションと呼ばれるもので、格子模様や等間隔ドットを印刷した紙であるボードを撮影することにより、デジタルカメラ3の歪み等を検出するものである。   First, the photographer determines the digital camera 3 (S701). At that time, it is confirmed whether or not the setting of 4 million pixels or more is possible and the autofocus function is cut off (S702). If the condition is not met (NO in S702), the digital camera 3 is selected again. Correct (S701). If the condition is met (YES in S702), the determined autofocus function of the digital camera 3 is turned off so that the focus is achieved at an appropriate distance (for example, 2 m) between the imaging target region 2 and the digital camera 3. (S703). Thereafter, the focal length is constant. Then, the calibration board is photographed and camera parameters are acquired (S704). This is called camera calibration, and detects distortion or the like of the digital camera 3 by photographing a board which is paper on which a lattice pattern or equally spaced dots are printed.

次に、撮影者は、鉄筋を含む撮影対象部位2を決定し(S705)、その鉄筋の背後に背景バーを挿入する(S706)。背景バーを固定するために、主筋だけがある場合には、磁石等を用いることが考えられ、一方、主筋及び補強筋の両方がある場合には、入り組んだ鉄筋の間に立て掛けるだけでもよい。   Next, the photographer determines an imaging target region 2 including a reinforcing bar (S705), and inserts a background bar behind the reinforcing bar (S706). In order to fix the background bar, it is conceivable to use a magnet or the like when only the main bar is present. On the other hand, when both the main bar and the reinforcing bar are present, it may be leaned between the intricate reinforcing bars.

図11(a)は、背景バーBの形状を示す図である。背景バーBは、板材BA、マーカMK1及びMK2からなる。板材BAは、鉄筋を撮影する際の背景になる帯状の板材であり、少なくとも一方の面に鉄筋と異なる色(例えば、白色)が着けられる。   FIG. 11A shows the shape of the background bar B. FIG. The background bar B includes a plate material BA and markers MK1 and MK2. The plate material BA is a strip-shaped plate material that is used as a background when photographing the reinforcing bar, and a color (for example, white) different from that of the reinforcing bar is attached to at least one surface.

板材BAの幅Tは、異形鉄筋のフシのピッチ(例えば、20mm)より大きく、かつ、補強筋の間隔(例えば、100mm)より小さく、例えば、50mmに形成される。一方、マーカMK1及びMK2は、板材BAの両端に付され、その幅Tは、補強筋の間隔(例えば、100mm)より小さく、例えば、70mm以下に形成される。 Width T 1 of the plate BA, the pitch in the section deformed bars (e.g., 20 mm) from the large and spacing of reinforcement (e.g., 100 mm) smaller than, for example, is formed on 50 mm. On the other hand, the marker MK1 and MK2 is subjected to both ends of the plate BA, the width T 2 are, spacing reinforcement (e.g., 100 mm) smaller than, for example, is formed on 70mm or less.

これによれば、板材BAの幅Tがフシのピッチより大きいので、背景バーBの位置にかかわらず、背景バーBの前にいずれかのフシが必ず存在した状態で撮影できる。従って、フシの分布を把握しつつ、鉄筋の最大径長を計測できる。そのとき、幅Tが限られた大きさなので、計算時間の短縮を図れる。また、板材BAの幅T及びマーカMK1、MK2の幅Tが補強筋のピッチより小さいので、補強筋と干渉することなく、容易に背景バーBを鉄筋内に挿入することができる。 According to this, the width T 1 of the plate BA is larger than the pitch of the knots, regardless of the position of the background bars B, can be photographed in a state in which any of the knots is always present in front of the background bars B. Therefore, the maximum diameter length of the reinforcing bar can be measured while grasping the distribution of fushi. Then, since the size of the width T 1 is limited, thereby shortening the calculation time. Further, since the width T 2 of the width T 1 and the marker MK1, MK2 plate member BA is smaller than the pitch of the reinforcement, without interfering with the reinforcement, readily background bar B can be inserted into the reinforcing bars.

マーカは、自然界に存在しない特徴的な形状であり、事前にその大きさ(寸法)が分かっているものであって、マーカの大きさと、撮影した画像におけるマーカ内のピクセル数とから1ピクセル当たりの長さ(1ピクセル長)を求め、一方、2つのマーカMK1と、MK2との間をスキャンすることによりその間にある鉄筋を認識し、さらには、撮影対象部位2と、デジタルカメラ3との間の距離を推定するために用いられる。   A marker is a characteristic shape that does not exist in nature, and its size (dimension) is known in advance, and it is per pixel from the size of the marker and the number of pixels in the marker in the captured image. , While recognizing the reinforcing bar between them by scanning between the two markers MK1 and MK2, and, further, between the imaging target region 2 and the digital camera 3 Used to estimate the distance between.

図11(b)は、マーカの例を示す図である。クロスマーカ及び円形マーカが示されている。背景バーBにマーカMK1、MK2を付与し、背景バーBを鉄筋の背後に設置することにより、デジタルカメラ3から同一の距離にあるマーカ及び鉄筋を撮影できるため、撮影された画像データにおいて、マーカと鉄筋との間で1ピクセル当たりの長さが等しくなるので、精度よく径長やピッチを求めることができる。   FIG. 11B is a diagram illustrating an example of a marker. Cross markers and circular markers are shown. Since markers MK1 and MK2 are assigned to the background bar B and the background bar B is placed behind the reinforcing bar, the marker and the reinforcing bar at the same distance from the digital camera 3 can be photographed. Since the length per pixel is equal between the steel bar and the reinforcing bar, the diameter length and pitch can be obtained with high accuracy.

そして、対象を適正な距離(例えば、2m)だけ離れた位置からデジタルカメラ3で撮影し(S707)、撮影画像を携帯端末4に転送し、画像処理を実行する(S708)。なお、デジタルカメラ3の撮影方向の垂直角度は約0°とし、水平角度は任意とする。携帯端末4による画像処理の詳細は、後記する。画像処理の後、携帯端末4の表示部42に計算結果が表示される(S709)。そして、その計算結果が、設計図面情報の鉄筋径、ピッチであれば(S710のYES)、配筋状態が正常であるとして、撮影作業を終了する。一方、計算結果が設計図面情報の鉄筋径、ピッチでなければ(S710のNO)、撮影者は、配筋の是正を現場の作業者に指示し(S711)、是正が実施された後、撮影対象部位2を再度決定し(S705)、撮影作業を行う。   Then, the object is photographed by the digital camera 3 from a position separated by an appropriate distance (for example, 2 m) (S707), the photographed image is transferred to the portable terminal 4, and image processing is executed (S708). The vertical angle in the shooting direction of the digital camera 3 is about 0 °, and the horizontal angle is arbitrary. Details of the image processing by the portable terminal 4 will be described later. After the image processing, the calculation result is displayed on the display unit 42 of the portable terminal 4 (S709). Then, if the calculation result is the reinforcing bar diameter and pitch of the design drawing information (YES in S710), it is determined that the bar arrangement state is normal, and the photographing operation is terminated. On the other hand, if the calculation result is not the reinforcing bar diameter and pitch of the design drawing information (NO in S710), the photographer instructs the worker on the site to correct the bar arrangement (S711), and after the correction is performed, the photograph is taken. The target region 2 is determined again (S705), and imaging work is performed.

図8は、携帯端末4による画像処理の第1の実施例を示すフローチャートである。この処理は、携帯端末4がデジタルカメラ3から画像データを取得し、内蔵の画像メモリに格納したときに行われる。この実施例では、撮影対象部位2が主筋のみの場合の処理について説明する。   FIG. 8 is a flowchart showing a first embodiment of image processing by the portable terminal 4. This process is performed when the portable terminal 4 acquires image data from the digital camera 3 and stores it in a built-in image memory. In this embodiment, processing when the imaging target region 2 is only the main muscle will be described.

まず、携帯端末4は、画像処理プログラムを呼び出す(S801)。具体的には、処理部54が、記憶部55から画像処理プログラム451を読み出し、主記憶装置(メインメモリ)にロードし、プログラムカウンタ(制御ポインタ)を画像処理プログラム451の開始アドレスに位置付ける。これにより、携帯端末4の処理部44が画像処理プログラム451に従って処理を開始する。その処理フローがS802〜S814に示されている。   First, the portable terminal 4 calls an image processing program (S801). Specifically, the processing unit 54 reads the image processing program 451 from the storage unit 55, loads it into the main storage device (main memory), and positions the program counter (control pointer) at the start address of the image processing program 451. As a result, the processing unit 44 of the portable terminal 4 starts processing according to the image processing program 451. The processing flow is shown in S802 to S814.

まず、携帯端末4(処理部44)は、デジタル画像、カメラ焦点距離FL[pixel]、マーカMK1、MK2内の基準長[mm]及びマーカ間距離M[mm]を取得する(S802)。デジタル画像は、デジタルカメラ3から、USBケーブルを経由して画像メモリ内に取得する。カメラ焦点距離FL、マーカ内基準長及びマーカ間距離Mは、撮影者の操作により入力部53を通じて取得する。なお、マーカ内基準長は、マーカMK1、MK2における基準となる長さであり、例えば、円形マーカならば、その円の直径の長さが適用される。次に、画像の補正及び二値化を行う(S803)。具体的には、S704で取得したカメラパラメータを用いてデジタル画像の歪み等を補正し、補正したデジタル画像をピクセル値=0(黒)又は1(白)の白黒画像に変換する。   First, the portable terminal 4 (processing unit 44) acquires a digital image, a camera focal length FL [pixel], a reference length [mm] within the markers MK1 and MK2, and an inter-marker distance M [mm] (S802). A digital image is acquired from the digital camera 3 in the image memory via a USB cable. The camera focal length FL, the in-marker reference length, and the inter-marker distance M are acquired through the input unit 53 by a photographer's operation. The in-marker reference length is a reference length for the markers MK1 and MK2. For example, in the case of a circular marker, the length of the diameter of the circle is applied. Next, image correction and binarization are performed (S803). More specifically, the distortion or the like of the digital image is corrected using the camera parameters acquired in S704, and the corrected digital image is converted into a monochrome image with a pixel value = 0 (black) or 1 (white).

続いて、携帯端末4は、二値化された画像データから、主筋Sが垂直線となす角度及び背景バーBが水平線となす角度を測定する(S804)。図13を用いて説明すると、垂直線は、画像メモリIMにおけるピクセル配置の縦方向に平行な直線を意味し、水平線は、画像メモリIMにおけるピクセル配置の横方向に平行な直線を意味するものとする。角度は、時計回りの方向を正とする。そして、画像メモリIMにおいて縦方向に延びる、ピクセル値が0(黒)の矩形領域を主筋Sとし、その矩形の長辺に平行で、かつ、その矩形の中心を通る直線を主筋Sの中心線として抽出し、その中心線と、垂直線との間の角度をθとする。また、マーカMK1及びMK2の中心を通る直線を背景バーBの中心線として抽出し、その中心線と、水平線との間の角度をφとする。   Subsequently, the mobile terminal 4 measures, from the binarized image data, the angle formed by the main line S with the vertical line and the angle formed by the background bar B with the horizontal line (S804). Referring to FIG. 13, a vertical line means a straight line parallel to the vertical direction of the pixel arrangement in the image memory IM, and a horizontal line means a straight line parallel to the horizontal direction of the pixel arrangement in the image memory IM. To do. The angle is positive in the clockwise direction. A rectangular region having a pixel value of 0 (black) extending in the vertical direction in the image memory IM is defined as a main line S, and a straight line parallel to the long side of the rectangle and passing through the center of the rectangle is a center line of the main line S. And the angle between the center line and the vertical line is θ. Further, a straight line passing through the centers of the markers MK1 and MK2 is extracted as the center line of the background bar B, and the angle between the center line and the horizontal line is φ.

続いて、携帯端末4は、元の画像を時計回りに−φだけ回転し、背景バーBを水平線と平行にする(S805)。図14(a)は、図13の画像を−φだけ回転したものであり、背景バーBの中心線が水平線と平行になっている。   Subsequently, the mobile terminal 4 rotates the original image clockwise by −φ, and makes the background bar B parallel to the horizontal line (S805). FIG. 14A shows the image of FIG. 13 rotated by −φ, and the center line of the background bar B is parallel to the horizontal line.

次に、鉄筋部分の画像を抽出する(S806)。図14(b)の上方には、背景バーBの、マーカ及び鉄筋部分を抽出した画像が示されている。そして、マーカMK1、MK2の、背景バーBに沿った最大ピクセル数をカウントする(S807)。具体的には、マーカである円形の直径のうち、最大の直径を特定し、その径長に含まれるピクセル数をカウントする。そして、マーカ内基準長をピクセル数で除することにより、1ピクセル当たりの長さが求められる。これによれば、円形のマーカを用いることにより、どの方向からマーカを見ても最大直径が一定になるので、マーカの向きが変わっても精度よく1ピクセル当たりの長さを特定することができる。さらに、カメラからの距離Lm1、Lm2、Lを求める。(S808)。図14(b)に示すように、距離Lm1は、カメラと、マーカMK1との間の距離である。距離Lm2は、カメラと、マーカMK2との間の距離である。距離Lは、カメラと、背景バーBとの間の最短距離であり、カメラと、各鉄筋との間の距離を計算する際に用いられる。各距離は、以下の式1、2、3によって求められる。
m1=FL×(マーカMK1の基準長/マーカMK1のピクセル数)・・・式1
m2=FL×(マーカMK2の基準長/マーカMK2のピクセル数)・・・式2
=√(Lm1 −(Lm1 −Lm2 +M/4M) ・・・式3
Next, an image of the reinforcing bar portion is extracted (S806). In the upper part of FIG. 14B, an image obtained by extracting the marker and the reinforcing bar portion of the background bar B is shown. Then, the maximum number of pixels along the background bar B of the markers MK1 and MK2 is counted (S807). Specifically, the maximum diameter among the circular diameters that are markers is specified, and the number of pixels included in the diameter is counted. Then, the length per pixel is obtained by dividing the reference length in the marker by the number of pixels. According to this, by using a circular marker, the maximum diameter is constant no matter which direction the marker is viewed. Therefore, even if the orientation of the marker changes, the length per pixel can be accurately specified. . Further, distances L m1 , L m2 and L H from the camera are obtained. (S808). As shown in FIG. 14B, the distance L m1 is a distance between the camera and the marker MK1. The distance L m2 is a distance between the camera and the marker MK2. The distance L H is a camera, the shortest distance between the background bar B, used in calculating the camera, the distance between each reinforcing bar. Each distance is calculated | required by the following formula | equation 1,2,3.
L m1 = FL × (reference length of marker MK1 / number of pixels of marker MK1) Equation 1
L m2 = FL × (reference length of marker MK2 / number of pixels of marker MK2) Equation 2
L H = √ (L m1 2 − (L m1 2 −L m2 2 + M 2 ) 2 / 4M 2 ) Equation 3

さらに、携帯端末4は、各主筋の径を推定する(S809)。主筋の径長を推定することによって、鉄筋としての種類を特定する。この処理の詳細は、サブルーチンの処理として別途説明する。   Furthermore, the portable terminal 4 estimates the diameter of each main muscle (S809). By estimating the diameter of the main bar, the type of the reinforcing bar is specified. Details of this processing will be separately described as subroutine processing.

次に、携帯端末4は、デジタルカメラ3の座標(位置)、姿勢及び設計図面情報を取得する(S810)。デジタルカメラ3の座標は、例えば、GPS(Global Positioning System)機器を接続することにより、撮影画像に付与される位置情報として取得する。デジタルカメラ3の姿勢は、撮影時のカメラ姿勢を検知する機能(デジタルカメラ3又は接続機器の機能)により取得する。設計図面情報は、携帯端末4が、管理サーバ5の記憶部55に記憶された設計図面情報551を受信することにより、取得する。そして、撮影された画像の対象部位(工事箇所)を特定し、該当する設計図面情報との適合性を判定する(S811)。例えば、推定した異形鉄筋の径長と、設計図面情報に含まれる異形鉄筋の径長との適合性を判定する。   Next, the portable terminal 4 acquires the coordinates (position), posture, and design drawing information of the digital camera 3 (S810). The coordinates of the digital camera 3 are acquired as position information given to the captured image by connecting a GPS (Global Positioning System) device, for example. The attitude of the digital camera 3 is acquired by a function (function of the digital camera 3 or connected device) that detects the camera attitude at the time of shooting. The design drawing information is acquired when the mobile terminal 4 receives the design drawing information 551 stored in the storage unit 55 of the management server 5. Then, the target part (construction part) of the photographed image is specified, and the compatibility with the corresponding design drawing information is determined (S811). For example, the compatibility between the estimated deformed reinforcing bar diameter and the deformed reinforcing bar diameter included in the design drawing information is determined.

図面通りできていれば(S812のYES)、携帯端末4は、設計図面情報及び認識情報を表示部42に出力する(S813)。設計図面情報は、図面上の鉄筋の対象部位、座標、本数、ピッチ、径長等である。認識情報は、実際の鉄筋の本数、ピッチ及び径長である。図面通りできていなければ(S812のNO)、異常内容を示す配筋異常情報、設計図面情報及び認識情報を表示部42に出力する(S814)。なお、適合性の判定結果を表示部42に出力するのではなく、通信部41を通じて他の装置に送信することも可能である。   If the drawing is completed (YES in S812), the portable terminal 4 outputs the design drawing information and the recognition information to the display unit 42 (S813). The design drawing information is a target portion, coordinates, number, pitch, diameter length, etc. of the reinforcing bar on the drawing. The recognition information is the actual number of reinforcing bars, pitch, and diameter. If the drawing is not made (NO in S812), the arrangement abnormality abnormality information indicating the abnormality content, the design drawing information, and the recognition information are output to the display unit 42 (S814). Note that the compatibility determination result can be transmitted to another device through the communication unit 41 instead of being output to the display unit 42.

図9は、携帯端末4による鉄筋部分抽出の処理を示すフローチャートである。これは、画像処理プログラムのうち、鉄筋部分の抽出サブルーチンの処理であり、背景バーの部分の画像からエッジ(領域の境界線)を抽出し、2つのエッジで挟まれた各部分が3つの領域のいずれかを判別することにより、それらの領域の1つとして鉄筋部分を特定するものである。   FIG. 9 is a flowchart illustrating a reinforcing bar portion extraction process performed by the mobile terminal 4. This is the processing of the reinforcing bar portion extraction subroutine in the image processing program, where edges (region boundaries) are extracted from the image of the background bar portion, and each portion sandwiched between two edges has three regions. By discriminating one of the above, a reinforcing bar part is specified as one of those areas.

まず、携帯端末4は、背景バーBの部分に相当する画像全体を2値化して、マーカMK1及びMK2を検出する(S901)。次に、マーカMK1と、MK2との間にある画像を切り出す(S902)。このとき、切り出された画像は、2値化されていないものとする。図15(a)の上図は、切り出された画像の例を示す。   First, the mobile terminal 4 binarizes the entire image corresponding to the portion of the background bar B, and detects the markers MK1 and MK2 (S901). Next, an image between the markers MK1 and MK2 is cut out (S902). At this time, it is assumed that the clipped image is not binarized. The upper figure of Fig.15 (a) shows the example of the image cut out.

そして、携帯端末4は、切り出された画像からエッジを抽出する(S903)。エッジとは、画像における3つの領域(鉄筋、影、背景)の境界線である。例えば、画像の、鉄筋の軸方向に対して垂直に並んだピクセルの輝度をスキャンしたときに、その輝度が不連続になる(急激に変化する)箇所がエッジになる。そこで、例えば、スキャン方向に隣接するピクセルの輝度をラプラシアン(2次微分)フィルター処理して、その演算値の絶対値が所定値以上の箇所(詳細には、例えば、隣接する2つのピクセルの中間)を検出し、各検出箇所を連結した線をエッジとして抽出する。ピクセルの輝度をスキャンすべき方向は、例えば、図11(a)に示す、背景バーBの画像においてマーカMK1及びMK2を検出したときに、マーカMK1からMK2への方向(背景バーBの長手方向)である。図15(a)の下図は、抽出されたエッジの例を示す。なお、輝度が不連続な箇所を検出する際に、1次微分フィルター処理を用いることもできる。   Then, the mobile terminal 4 extracts an edge from the cut image (S903). An edge is a boundary line between three regions (rebar, shadow, background) in an image. For example, when the luminance of pixels arranged in the image perpendicular to the axis direction of the reinforcing bar is scanned, a portion where the luminance becomes discontinuous (changes rapidly) becomes an edge. Therefore, for example, the luminance of pixels adjacent in the scan direction is subjected to Laplacian (second order differential) filter processing, and the absolute value of the calculated value is a predetermined value or more (specifically, for example, the middle of two adjacent pixels) ), And a line connecting the detected portions is extracted as an edge. For example, when the markers MK1 and MK2 are detected in the image of the background bar B shown in FIG. 11A, the direction in which the luminance of the pixel is scanned is the direction from the markers MK1 to MK2 (the longitudinal direction of the background bar B). ). The lower part of FIG. 15A shows an example of the extracted edge. It should be noted that a primary differential filter process can also be used when detecting a location where the luminance is discontinuous.

続いて、携帯端末4は、抽出されたエッジのうち、不要なエッジを除去する(S904)。例えば、鉄筋の軸方向を縦方向とし、各エッジに対して外接する矩形を描いて、その矩形の縦幅及び縦横比を計算する。そして、描いた矩形の縦幅が背景バーBの幅と同等であり、かつ、図15(b)に示すように、その矩形が縦長(縦横比>α)であるエッジを残す。一方、矩形の縦幅が背景バーBの幅より小さい場合、又は、図15(c)に示すように、矩形が縦長でない(縦横比≦α)、すなわち、正方形か、横長である場合には、当該エッジを除外する。なお、縦長か否かを判定するための縦横比の閾値αは、1以上の所定値である。   Subsequently, the mobile terminal 4 removes unnecessary edges from the extracted edges (S904). For example, assuming that the axial direction of the reinforcing bar is the vertical direction, a rectangle circumscribing each edge is drawn, and the vertical width and aspect ratio of the rectangle are calculated. Then, the drawn rectangle has a vertical width equal to the width of the background bar B, and as shown in FIG. 15B, an edge is left where the rectangle is vertically long (aspect ratio> α). On the other hand, when the vertical width of the rectangle is smaller than the width of the background bar B, or as shown in FIG. 15C, the rectangle is not vertically long (aspect ratio ≦ α), that is, square or horizontally long. The edge is excluded. The aspect ratio threshold value α for determining whether or not the image is vertically long is a predetermined value of 1 or more.

次に、携帯端末4は、各エッジ間の部分を3つの領域(鉄筋、影、背景)に分ける(S905)。例えば、図16(a)のAで示される、鉄筋の軸方向に垂直な方向での輝度分布が得られたとする。この輝度分布は、背景の左側から右側へピクセルの輝度をスキャンしたものである。その画像全体に含まれるピクセルの輝度分布に対してヒストグラム(度数分布)を作成し、極大値(度数が極大になる輝度値)のラベリングを行う。そして、ラベリングした極大値から、各領域の代表輝度値及び中間輝度値を計算する。   Next, the mobile terminal 4 divides the portion between each edge into three regions (rebar, shadow, background) (S905). For example, assume that a luminance distribution in a direction perpendicular to the axial direction of the reinforcing bar, indicated by A in FIG. This luminance distribution is obtained by scanning the luminance of pixels from the left side to the right side of the background. A histogram (frequency distribution) is created for the luminance distribution of the pixels included in the entire image, and the maximum value (the luminance value at which the frequency is maximized) is labeled. Then, the representative luminance value and the intermediate luminance value of each region are calculated from the labeled maximum values.

以下では、画像の輝度分布に基づいて3つの領域の代表輝度値を計算し、その代表輝度値に基づいて、エッジに挟まれた部分がいずれの領域であるかを特定する手順を説明する。   Hereinafter, a procedure for calculating the representative luminance values of the three areas based on the luminance distribution of the image and identifying which area is the portion sandwiched between the edges based on the representative luminance values will be described.

図17は、画像輝度のヒストグラムを示す図であり、横軸は輝度、縦軸は度数を示す。図17(a)は、影の領域がある場合を示す。6個の極大値があり、輝度の小さい方から順にmin1、min2、・・・とラベリングされ、一方、輝度の大きい方から順にmax1、max2、・・・とラベリングされる。そして、極大値max1は、輝度が最大の極大値であり、背景の代表輝度値Bになる。極大値min1は、輝度が最小の極大値であり、鉄筋の代表輝度値Cになる。また、極大値max1及び極大値max2の中間輝度値を極大値mid_maxとする。次に、極大値min1及び極大値min2の中間輝度値を極大値mid_minとする。このとき、極大値mid_max及び極大値mid_minの中間輝度値は、影の代表輝度値Dになる。   FIG. 17 is a diagram showing a histogram of image luminance, in which the horizontal axis indicates luminance and the vertical axis indicates frequency. FIG. 17A shows a case where there is a shadow area. There are six local maximum values, and they are labeled as min1, min2,... In order from the lowest luminance, and are labeled as max1, max2,. The maximum value max1 is the maximum value with the maximum luminance, and becomes the representative luminance value B of the background. The local maximum value min1 is the local maximum value with the minimum luminance, and becomes the representative luminance value C of the reinforcing bar. Further, an intermediate luminance value between the maximum value max1 and the maximum value max2 is set as a maximum value mid_max. Next, an intermediate luminance value between the maximum value min1 and the maximum value min2 is set as a maximum value mid_min. At this time, the intermediate luminance value between the maximum value mid_max and the maximum value mid_min becomes the representative luminance value D of the shadow.

図17(b)は、影の領域がない場合を示す。影の領域がない場合には、鉄筋の次にすぐ背景が来ることになる。2個の極大値があり、輝度の小さい方が極大値min1とラベリングされ、一方、輝度の大きい方が極大値max1とラベリングされる。そして、極大値max1は、背景の代表輝度値Bになる。極大値min1は、鉄筋の代表輝度値Cになる。極大値が2つしかない場合に、影の領域はないと考えられる。   FIG. 17B shows a case where there is no shadow area. If there is no shadow area, the background immediately follows the reinforcing bar. There are two maximum values, and the one with the smaller luminance is labeled as the maximum value min1, while the one with the larger luminance is labeled as the maximum value max1. The maximum value max1 is the background representative luminance value B. The maximum value min1 becomes the representative luminance value C of the reinforcing bar. When there are only two local maxima, it is considered that there is no shadow area.

図17(a)のヒストグラムから、図16(a)に示すように、背景の代表輝度値B、鉄筋の代表輝度値C及び影の代表輝度値Dが特定される。そこで、エッジ間の領域を、代表輝度値に基づいて鉄筋、影、背景のいずれかに特定する。詳細には、エッジに挟まれる各領域での輝度の範囲が決まるので、その範囲に代表輝度値B、C、Dのいずれが含まれるかに応じて、背景、鉄筋、影のいずれかを領域として特定する。例えば、Eの領域の輝度範囲は代表輝度値Cを含むので、鉄筋部分であることが分かる。   As shown in FIG. 16A, the representative luminance value B of the background, the representative luminance value C of the reinforcing bar, and the representative luminance value D of the shadow are specified from the histogram of FIG. Therefore, the region between the edges is specified as one of reinforcing bar, shadow, and background based on the representative luminance value. More specifically, since the luminance range in each region sandwiched between the edges is determined, depending on whether the representative luminance value B, C, or D is included in the range, the background, the reinforcing bar, or the shadow is the region. As specified. For example, since the luminance range of the region E includes the representative luminance value C, it can be seen that the region is a reinforcing bar portion.

さらに、携帯端末4は、特定した領域のうち、隣り合う領域が同じである場合、領域を統合する(S906)。例えば、3つのエッジがあった場合、エッジで挟まれた、2つの領域が形成されるが、その2つの領域がともに鉄筋であれば、中央のエッジをなくし、両端のエッジで挟まれた領域を1つの鉄筋領域とする。   Furthermore, when the adjacent areas are the same among the specified areas, the mobile terminal 4 integrates the areas (S906). For example, if there are three edges, two regions are formed between the edges, but if the two regions are both reinforcing bars, the central edge is eliminated and the region is sandwiched between the edges at both ends. Is one reinforcing bar region.

以上の処理の結果、図16(b)に示すように、鉄筋が抽出される。なお、図16(b)にはないが、鉄筋及び影の次に、背景ではなく、鉄筋が来る(すなわち、鉄筋、影、鉄筋となる)こともある。   As a result of the above processing, reinforcing bars are extracted as shown in FIG. Although not shown in FIG. 16B, a reinforcing bar may come after the reinforcing bar and shadow instead of the background (that is, a reinforcing bar, a shadow, and a reinforcing bar).

図10は、携帯端末4による鉄筋径推定の処理を示すフローチャートである。これは、画像処理プログラムのうち、主筋及び補強筋を含む鉄筋径の推定サブルーチンの処理であり、二値化した画像データから、各鉄筋の連続的な径長を抽出し、その径長データを整形してデータの個数及び最頻値を求め、最頻値を個数で除した値(径長データのばらつきの指標値)に応じて鉄筋の規格を特定するものである。   FIG. 10 is a flowchart showing a rebar diameter estimation process by the mobile terminal 4. This is a processing of a rebar diameter estimation subroutine including main and reinforcing bars in the image processing program. The continuous diameter of each reinforcing bar is extracted from the binarized image data, and the diameter length data is extracted. The number of data and the mode value are obtained by shaping, and the standard of the reinforcing bar is specified according to the value obtained by dividing the mode value by the number (index value of variation in diameter length data).

まず、携帯端末4は、背景バーBに対して垂直方向の1pixelずつの位置に対応する連続的な径長[mm]を抽出する(S1001)。図14(b)で説明すると、まず、背景バーBに対して垂直方向の所定位置においてマーカMK1からMK2へ、ピクセル値が0(黒)のピクセルをサーチし、鉄筋径の背景バーBに沿ったピクセル数Wpを求める。そのとき、鉄筋、マーカ間の背景バーBに沿ったピクセル数Pも求める。ここで、鉄筋間のピクセル数、すなわち、配筋ピッチは、隣り合う鉄筋の中心軸間の間隔を示すものであり、例えば、左側エッジ間ピクセル数及び右側エッジ間ピクセル数の平均値として算出される。   First, the portable terminal 4 extracts a continuous diameter [mm] corresponding to the position of 1 pixel in the vertical direction with respect to the background bar B (S1001). 14B, first, a pixel having a pixel value of 0 (black) is searched from a marker MK1 to MK2 at a predetermined position in a direction perpendicular to the background bar B, and along the background bar B having a reinforcing bar diameter. Obtain the number of pixels Wp. At that time, the number P of pixels along the background bar B between the reinforcing bars and the markers is also obtained. Here, the number of pixels between reinforcing bars, that is, the bar arrangement pitch, indicates the interval between the central axes of adjacent reinforcing bars, and is calculated as an average value of the number of pixels between the left edges and the number of pixels between the right edges, for example. The

続いて、鉄筋、マーカ間の背景バーBに沿った距離mを求め、カメラから各鉄筋までの距離Ltを求め、各鉄筋径Wm及び鉄筋ピッチm’を求める。例えば、図14(b)の鉄筋2に関しては、以下の式4、5、6、7で求められる。なお、式6及び式7は、主筋に関する計算式である。補強筋に関しては、後記する。
=M×P/ΣPn (ΣPn:n=1〜6) ・・・式4
t2=√(L +m ) ・・・式5
m2=WP2×Lt2/FL×cos(φ+θ) ・・・式6
’=m×cos(φ+θ) ・・・式7
t1を求めるときには、式4のPをP+Pに置き換える。Lt3を求めるときには、式4のPをPに置き換える。Lt4を求めるときには、式4のPをP+Pに置き換える。
Subsequently, the distance m along the background bar B between the reinforcing bar and the marker is obtained, the distance Lt from the camera to each reinforcing bar is obtained, and the reinforcing bar diameter Wm and the reinforcing bar pitch m ′ are obtained. For example, the reinforcing bar 2 in FIG. 14B can be obtained by the following equations 4, 5, 6, and 7. In addition, Formula 6 and Formula 7 are the calculation formulas regarding the main muscle. The reinforcement bars will be described later.
m 2 = M × P 2 / ΣPn (ΣPn: n = 1 to 6) Expression 4
L t2 = √ (L H 2 + m 2 2 ) Equation 5
W m2 = W P2 × L t2 / FL × cos (φ + θ) Equation 6
m 2 ′ = m 2 × cos (φ + θ) Equation 7
When obtaining L t1 , P 2 in Equation 4 is replaced with P 1 + P 2 . When calculating L t3 , P 2 in Equation 4 is replaced with P 3 . When calculating L t4 , P 2 in Equation 4 is replaced with P 3 + P 4 .

次に、携帯端末4は、データの整形として、背景バーBに対して垂直方向に、背景バーBの中心線から、例えば、±500pixelの位置に対応する径長を抜き出す(S1002)。そして、抜き出した1000個の径長の中央値Mを取得する(S1003)。この場合、中央値Mは、500番目の径長と、501番目の径長との平均値になる。さらに、データの整形として、1000個の径長データのうち、0.8M〜1.2Mに該当するデータを抜き出す(S1004)。そして、抜き出した径長データの個数Nを取得する(S1005)。さらに、データの整形として、N×0.01個未満のデータを削除する(S1006)。これによれば、径長データの個数Nの1%に満たない個数のデータを除外するので、測定誤差等によって生じる、極端に大きい、又は、極端に小さい径長データ等を排除することができる。その後、整形終了後のデータ個数Ni及び最頻値Ymaxを取得する(S1007)。   Next, as the data shaping, the mobile terminal 4 extracts a diameter corresponding to, for example, a position of ± 500 pixels from the center line of the background bar B in a direction perpendicular to the background bar B (S1002). Then, the median value M of 1000 extracted diameters is acquired (S1003). In this case, the median value M is an average value of the 500th diameter length and the 501st diameter length. Further, as data shaping, data corresponding to 0.8M to 1.2M is extracted from 1000 diameter length data (S1004). Then, the number N of the extracted diameter length data is acquired (S1005). Further, as data shaping, data less than N × 0.01 is deleted (S1006). According to this, since the number of data less than 1% of the number N of diameter data is excluded, extremely large or extremely small diameter data caused by a measurement error or the like can be excluded. . Thereafter, the number of data Ni and the mode value Ymax after shaping are acquired (S1007).

そこで、Ymax/Niの値を求め、その値に応じて鉄筋の状態(リブ位置)を推定する。これは、異形鉄筋には節及びリブが設けられているため、鉄筋の向きによって節及びリブの見え方が変わり、抽出される径長データの分布も変わるので、逆に径長データのばらつきの指標値から鉄筋の向きを推定するものである。   Therefore, the value of Ymax / Ni is obtained, and the state of the reinforcing bar (rib position) is estimated according to the value. This is because deformed reinforcing bars have nodes and ribs, so the appearance of the nodes and ribs changes depending on the direction of the reinforcing bars, and the distribution of the extracted diameter data also changes. The direction of the reinforcing bar is estimated from the index value.

まず、Ymax/Niの値が0.35未満の場合(S1008のYES)、鉄筋の状態(リブ位置)が0°〜60°であり(S1009)、データ整形後の中央値Miを取得し(S1010)、記憶部45の鉄筋規格情報452(図6参照)におけるリブ位置4523のうち、0〜60の欄を参照する(S1011)。Ymax/Niの値が0.35以上、かつ、0.45未満の場合(S1012のYES)、鉄筋の状態(リブ位置)が60°〜75°であり(S1013)、データ整形後の中央値Miを取得し(S1014)、記憶部45の鉄筋規格情報452におけるリブ位置4523のうち、60〜75の欄を参照する(S1015)。Ymax/Niの値が0.45以上の場合(S1012のNO)、鉄筋の状態(リブ位置)が75°〜90°であり(S1016)、データ整形後の中央値Miを取得し(S1017)、記憶部45の鉄筋規格情報452におけるリブ位置4523のうち、75〜90の欄を参照する(S1018)。   First, when the value of Ymax / Ni is less than 0.35 (YES in S1008), the reinforcing bar state (rib position) is 0 ° to 60 ° (S1009), and the median Mi after data shaping is acquired ( S1010), the field of 0-60 is referred among the rib positions 4523 in the reinforcing bar standard information 452 (see FIG. 6) of the storage unit 45 (S1011). When the value of Ymax / Ni is 0.35 or more and less than 0.45 (YES in S1012), the reinforcing bar state (rib position) is 60 ° to 75 ° (S1013), and the median after data shaping Mi is acquired (S1014), and the fields 60 to 75 in the rib position 4523 in the reinforcing bar standard information 452 of the storage unit 45 are referred to (S1015). When the value of Ymax / Ni is 0.45 or more (NO in S1012), the reinforcing bar state (rib position) is 75 ° to 90 ° (S1016), and the median Mi after data shaping is acquired (S1017). In the rib position 4523 in the reinforcing bar standard information 452 of the storage unit 45, the column 75 to 90 is referred to (S1018).

鉄筋規格情報452を参照した結果、中央値Miに対応する鉄筋規格(呼び径4521及び公称直径4522)が存在するか否かを判定する(S1019)。具体的には、中央値Miを含む径長の下限値と上限値の組合せが各欄にあるか否かを判定する。存在すれば(S1019のYES)、該当した鉄筋規格を取得する。存在しなければ(S1019のNO)、計測が失敗したことになる(S1021)。これによれば、鉄筋のリブ位置(向き)に対応した鉄筋規格情報452を用いるので、どの角度から撮影したとしても、精度よく鉄筋規格を取得することができる。   As a result of referring to the reinforcing bar standard information 452, it is determined whether there is a reinforcing bar standard (nominal diameter 4521 and nominal diameter 4522) corresponding to the median value Mi (S1019). Specifically, it is determined whether or not a combination of a lower limit value and an upper limit value of the diameter length including the median value Mi is in each column. If it exists (YES in S1019), the corresponding reinforcing bar standard is acquired. If it does not exist (NO in S1019), the measurement has failed (S1021). According to this, since the reinforcing bar standard information 452 corresponding to the rib position (orientation) of the reinforcing bar is used, the reinforcing bar standard can be acquired with high accuracy regardless of the angle taken from any angle.

≪主筋及び補強筋が混在する場合の処理≫
図18は、携帯端末4による画像処理の第2の実施例を示すフローチャートであり、図8のフローチャートにS1805、S1811〜S1815の処理を追加したものである。この実施例では、撮影対象部位2において主筋及び補強筋が混在している場合に、主筋と、補強筋とを判別し、それぞれの配筋情報を取得する処理について説明する。
≪Processing when main bars and reinforcement bars coexist≫
FIG. 18 is a flowchart showing a second embodiment of the image processing by the portable terminal 4, and the processing of S1805 and S1811 to S1815 is added to the flowchart of FIG. In this embodiment, a description will be given of a process of discriminating between a main muscle and a reinforcing bar and acquiring respective bar arrangement information when the main bar and the reinforcing bar are mixed in the imaging target region 2.

まず、携帯端末4は、図8のS801〜S804の処理と同様に、画像処理プログラムを呼び出し、デジタル画像や焦点距離等を取得し、画像の二値化を行い、主筋Sが垂直線となす角度θを測定する(S1801〜S1804)。続いて、S1803で二値化した画像データを時計回りに−θだけ回転し、主筋Sの中心線が垂直線と平行になるようにし、背景バーBの部分だけを対象として抽出した、ピクセル値が0(黒)の領域について、主筋か、補強筋かを判別する(S1805)。このとき、黒の領域の個数により鉄筋の本数が分かる。   First, the portable terminal 4 calls an image processing program, acquires a digital image, a focal length, and the like, and binarizes the image, similarly to the processing of S801 to S804 in FIG. The angle θ is measured (S1801 to S1804). Subsequently, the pixel value binarized in S1803 is rotated clockwise by −θ so that the center line of the main muscle S is parallel to the vertical line, and only the portion of the background bar B is extracted. It is determined whether the area is 0 (black), which is the main reinforcing bar or the reinforcing bar (S1805). At this time, the number of reinforcing bars is known from the number of black areas.

図19〜図21は、主筋及び補強筋が混在したときの処理を説明するための図である。図19(a)は、主筋及び補強筋の間に背景バーBを斜めに挿入した状態の画像を示し、主筋と補強筋とのなす角度が90°であり、主筋Sの中心線が垂直線と平行であり、背景バーBの中心線と水平線とのなす角度がφである。次に、図19(b)は、図19(a)の画像において背景バーBの部分だけを抽出した画像を示す。その画像の、ピクセル値が0(黒)の領域について、中心線と水平線とのなす角度が90°の箇所が主筋と認識され、Wspi(i=1〜5)が主筋の径長となる。一方、中心線と水平線とのなす角度が0°の箇所が補強筋と認識され、Whpj(j=1、2)が補強筋の径長となる。   FIGS. 19-21 is a figure for demonstrating a process when a main reinforcement and a reinforcement reinforcement are mixed. FIG. 19A shows an image in which the background bar B is inserted diagonally between the main and reinforcing bars, the angle formed by the main and reinforcing bars is 90 °, and the center line of the main bar S is a vertical line. The angle between the center line of the background bar B and the horizontal line is φ. Next, FIG. 19B shows an image in which only the background bar B is extracted from the image of FIG. In the area of the image where the pixel value is 0 (black), the location where the angle between the center line and the horizontal line is 90 ° is recognized as the main muscle, and Wspi (i = 1 to 5) is the diameter of the main muscle. On the other hand, a portion where the angle between the center line and the horizontal line is 0 ° is recognized as a reinforcing bar, and Whpj (j = 1, 2) is the diameter of the reinforcing bar.

次に、携帯端末4は、背景バーBの中心線が水平線と平行になるように、主筋及び背景バーBを−φ回転する(S1806)。図20は、図19(a)の画像のうち、認識された主筋及び背景バーBを時計回りに−φだけ回転した画像を示す。そして、背景バーBの部分だけの画像を抽出する(S1807)と、図14(b)の上方に示すような、マーカ及び主筋の画像になるので、図8のS807〜S809の処理と同様に、各主筋の径長及びピッチを計算する(S1808〜S1810)。詳細には、式1〜7により計算するが、式6及び式7において、cos(φ+θ)の代わりにcosφを用いる。   Next, the mobile terminal 4 rotates the main bar and the background bar B by −φ so that the center line of the background bar B is parallel to the horizontal line (S1806). FIG. 20 shows an image obtained by rotating the recognized main streak and the background bar B by −φ clockwise among the images in FIG. Then, if an image of only the background bar B is extracted (S1807), the image of the marker and the main streak as shown in the upper part of FIG. 14B is obtained, which is the same as the processing of S807 to S809 in FIG. The diameter length and pitch of each main muscle are calculated (S1808 to S1810). Specifically, the calculation is performed according to Equations 1 to 7. In Equations 6 and 7, cos φ is used instead of cos (φ + θ).

続いて、携帯端末4は、背景バーBの中心線が水平線と平行になるように、補強筋及び背景バーBを−φ回転する(S1811)。図21は、図19(a)の画像のうち、認識された補強筋及び背景バーBを時計回りに−φだけ回転した画像を示す。そして、背景バーBの部分だけの画像を抽出する(S1812)と、図14(b)の上方に示すような、マーカ及び補強筋の画像になるので、図8のS807〜S809の処理と同様に、各補強筋の径長及びピッチを計算する(S1813〜S1815)。詳細には、式1〜7により計算するが、式6及び式7において、cos(φ+θ)の代わりにsinφを用いる。   Subsequently, the mobile terminal 4 rotates the reinforcing bars and the background bar B by −φ so that the center line of the background bar B is parallel to the horizontal line (S1811). FIG. 21 shows an image obtained by rotating the recognized reinforcing bars and the background bar B by −φ clockwise among the images in FIG. Then, if an image of only the background bar B is extracted (S1812), it becomes an image of the marker and the reinforcing bar as shown in the upper part of FIG. 14B, so that it is the same as the processing of S807 to S809 of FIG. Then, the diameter length and pitch of each reinforcing bar are calculated (S1813 to S1815). Specifically, the calculation is performed according to Expressions 1 to 7. In Expressions 6 and 7, sin φ is used instead of cos (φ + θ).

さらに、携帯端末4は、図8のS810〜S814の処理と同様に、計算した配筋情報が設計図面情報の通りか否かを判断し、その結果に応じた情報を出力する(S1816〜S1820)。   Furthermore, the portable terminal 4 determines whether or not the calculated bar arrangement information is in accordance with the design drawing information, and outputs information according to the result (S1816 to S1820), similarly to the processing of S810 to S814 in FIG. ).

以上本発明の実施の形態について説明したが、図1に示す配筋情報取得システム1の各装置を機能させるために、各装置の処理部で実行されるプログラムをコンピュータにより読み取り可能な記録媒体に記録し、その記録したプログラムをコンピュータに読み込ませ、実行させることにより、本発明の実施の形態に係る配筋情報取得システム1が実現されるものとする。なお、プログラムをインターネット等のネットワーク経由でコンピュータに提供してもよいし、プログラムが書き込まれた半導体チップ等をコンピュータに組み込んでもよい。   Although the embodiment of the present invention has been described above, in order to make each device of the bar arrangement information acquisition system 1 shown in FIG. 1 function, the program executed by the processing unit of each device is stored on a computer-readable recording medium. It is assumed that the bar arrangement information acquisition system 1 according to the embodiment of the present invention is realized by recording, causing the computer to read and execute the recorded program. Note that the program may be provided to the computer via a network such as the Internet, or a semiconductor chip or the like in which the program is written may be incorporated in the computer.

以上説明した本発明の実施の形態によれば、まず、マーカMK1及びMK2と、白い板材BAとを一体化した背景バーBを鉄筋内に挿入すればよいので、対象鉄筋に直接貼付するマーカや目盛り付きの定規が不要になり、撮影する前にセットするものが少なくて済む。次に、1つの背景バーBを用いることにより、主筋及び補強筋の両方の配筋情報を簡便に取得することが可能である。   According to the embodiment of the present invention described above, first, the background bar B in which the markers MK1 and MK2 and the white plate material BA are integrated may be inserted into the reinforcing bar. There is no need for a ruler with a scale, and there is less to set before shooting. Next, by using one background bar B, it is possible to easily obtain the arrangement information of both the main reinforcement and the reinforcement.

そして、フラッシュを用いることなく、撮影した画像において、輝度の不連続箇所を検出することにより、エッジを抽出するとともに、輝度分布から計算した代表輝度値に基づいて、エッジに挟まれた領域から鉄筋の領域を抽出するので、鉄筋部分の誤検出率を大幅に低減することができる。そして、影の部分を抽出することにより、さらに誤検出をなくすことができる。また、2値化パラメータ修正等の微調整は不要になり、簡単なプログラムにより鉄筋部分を抽出することができる。   Then, an edge is extracted by detecting a discontinuous portion of luminance in a photographed image without using a flash, and a reinforcing bar is extracted from a region sandwiched between the edges based on the representative luminance value calculated from the luminance distribution. Thus, the false detection rate of the reinforcing bar portion can be greatly reduced. Then, by extracting the shadow portion, it is possible to further eliminate false detection. Further, fine adjustment such as binarization parameter correction is not required, and the reinforcing bar portion can be extracted by a simple program.

≪その他の実施の形態≫
以上、本発明を実施するための最良の形態について説明したが、上記実施の形態は本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明はその趣旨を逸脱することなく変更、改良され得るとともに、本発明にはその等価物も含まれる。例えば、以下のような実施の形態が考えられる。
<< Other embodiments >>
Although the best mode for carrying out the present invention has been described above, the above embodiment is intended to facilitate understanding of the present invention and is not intended to limit the present invention. The present invention can be changed and improved without departing from the gist thereof, and equivalents thereof are also included in the present invention. For example, the following embodiments can be considered.

(1)上記実施の形態においては、図10のS1003で1000個の径長データから中央値を取得するものとしたが、他の代表値(例えば、最頻値等)を取得するようにしてもよい。 (1) In the above embodiment, the median value is acquired from the 1000 diameter length data in S1003 of FIG. 10, but other representative values (for example, the mode value) are acquired. Also good.

(2)マーカは円形に限らず、例えば、正面から見たときに四角形のものであってもよい。また、マーカは、板材BAの両端に2つ設けられるのに限らず、板材BAの長手方向に所定の間隔をおいて3つ以上設けられてもよい。このとき、配筋情報を取得する必要のある鉄筋を選択し、複数のマーカから、選択した鉄筋を挟む位置にある2つのマーカを特定し、その2つのマーカを用いることが考えられる。 (2) The marker is not limited to a circle, but may be a square when viewed from the front. Further, the number of markers is not limited to two at both ends of the plate material BA, but may be three or more at predetermined intervals in the longitudinal direction of the plate material BA. At this time, it is conceivable to select a reinforcing bar for which bar arrangement information needs to be acquired, specify two markers at a position sandwiching the selected reinforcing bar from a plurality of markers, and use the two markers.

(3)主筋Sが垂直線となす角度及び背景バーBが水平線となす角度を測定し、それらの角度を用いるものとしたが、垂直線や水平線に限らず、画像メモリIMにおけるピクセル配置の縦方向又は横方向に対する角度が確定していれば、他の基準線を使ってもよく、また、主筋S及び背景バーBそれぞれに対する2つの基準線に限らず、1つの基準線を使ってもよい。 (3) The angle formed by the main line S with the vertical line and the angle formed by the background bar B with the horizontal line were measured, and these angles were used, but not limited to the vertical line and the horizontal line. If the angle with respect to the direction or the lateral direction is fixed, another reference line may be used, and not only the two reference lines for the main muscle S and the background bar B, but also one reference line may be used. .

(4)上記実施形態においては、例えば図14(b)に示すように、カメラと背景バーとが正対(カメラの光軸と背景バーとが直交)していることを前提として説明したが、カメラと鉄筋及び背景バーとが正対しておらず、例えば、背景バーがカメラに対して奥行方法に傾斜している場合にも上記実施形態と同じ式1〜7により鉄筋の径長等を計測することが可能である。 (4) In the above embodiment, for example, as illustrated in FIG. 14B, the description has been made on the assumption that the camera and the background bar are facing each other (the optical axis of the camera and the background bar are orthogonal). In addition, when the camera and the reinforcing bar and the background bar are not facing each other, for example, when the background bar is inclined in the depth direction with respect to the camera, the diameter length of the reinforcing bar is determined by the same formulas 1 to 7 as in the above embodiment. It is possible to measure.

1 配筋情報取得システム
2 撮影対象部位
3 デジタルカメラ
4 携帯端末(配筋情報取得装置、情報処理装置)
44 処理部
45 記憶部
451 鉄筋規格情報(鉄筋種類情報)
5 管理サーバ
B 背景バー(鉄筋撮影用具)
BA 板材
FL 焦点距離
Lm、L、Lt カメラからの距離
MK1、MK2 マーカ(パターン)
Wp ピクセル数
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Reinforcement information acquisition system 2 Imaging object part 3 Digital camera 4 Portable terminal (reinforcement information acquisition apparatus, information processing apparatus)
44 processing unit 45 storage unit 451 rebar standard information (rebar type information)
5 Management server B Background bar (rebar shooting tool)
BA plate material FL Focal length Lm, L H , Lt Distance from camera MK1, MK2 Marker (pattern)
Wp pixels

Claims (8)

鉄筋を撮影した画像から、鉄筋の領域を抽出する鉄筋領域抽出装置であって、
前記画像において、前記鉄筋の軸方向に対して垂直に並んだピクセルの輝度をスキャンし、隣接するピクセル間で輝度が不連続になる箇所を連結して、領域の境界線であるエッジを抽出する第1手段と、
前記画像における各ピクセルの輝度分布に基づいて、鉄筋の領域における輝度値の標準値である標準輝度値を計算する第2手段と、
前記抽出したエッジに挟まれた各領域における輝度の範囲が、前記計算した標準輝度値を含む場合に、当該領域を鉄筋の領域として特定する第3手段と、
を備えることを特徴とする鉄筋領域抽出装置。
A rebar area extraction device that extracts a rebar area from an image of a rebar,
In the image, the luminance of pixels arranged perpendicular to the axial direction of the reinforcing bar is scanned, and the locations where the luminance is discontinuous between adjacent pixels are connected to extract an edge that is a boundary line of the region. A first means;
A second means for calculating a standard luminance value that is a standard value of the luminance value in the region of the reinforcing bar based on the luminance distribution of each pixel in the image;
A third means for specifying the region as a reinforcing bar region when the luminance range in each region sandwiched between the extracted edges includes the calculated standard luminance value;
A reinforcing bar region extracting apparatus comprising:
請求項1に記載の鉄筋領域抽出装置であって、
前記画像は、前記鉄筋の軸方向に対して垂直な方向に所定の間隔をおいて設けられた複数のパターンを含み、
前記第1手段は、前記ピクセルの輝度を、前記パターンに基づく方向にスキャンする
ことを特徴とする鉄筋領域抽出装置。
The reinforcing bar region extracting device according to claim 1,
The image includes a plurality of patterns provided at predetermined intervals in a direction perpendicular to the axial direction of the reinforcing bar,
The first means scans the luminance of the pixel in a direction based on the pattern.
請求項1に記載の鉄筋領域抽出装置であって、
前記第1手段は、前記隣接するピクセルの輝度に対して微分演算を行い、当該演算値に基づいて、当該輝度が不連続になるピクセルを検出する
ことを特徴とする鉄筋領域抽出装置。
The reinforcing bar region extracting device according to claim 1,
The first means performs a differential operation on the luminance of the adjacent pixels, and detects pixels in which the luminance is discontinuous based on the calculated value.
請求項1に記載の鉄筋領域抽出装置であって、
前記第1手段は、前記鉄筋の軸方向を縦方向とし、前記抽出した各エッジのうち、その縦幅が背景バーの幅と同等であり、かつ、その縦横比が所定値より大きいエッジを、前記第3手段の処理対象とする
ことを特徴とする鉄筋領域抽出装置。
The reinforcing bar region extracting device according to claim 1,
The first means has an axial direction of the reinforcing bar as a vertical direction, and among the extracted edges, an edge whose vertical width is equal to a width of a background bar and whose aspect ratio is larger than a predetermined value, Reinforcing bar region extraction apparatus, which is a processing target of the third means.
請求項1に記載の鉄筋領域抽出装置であって、
前記第2手段は、前記画像における各ピクセルの輝度分布から各輝度の度数分布を作成し、当該度数が極大になる輝度値のうち、最小値を前記鉄筋の領域における標準輝度値とする
ことを特徴とする鉄筋領域抽出装置。
The reinforcing bar region extracting device according to claim 1,
The second means creates a frequency distribution of each luminance from the luminance distribution of each pixel in the image, and sets the minimum value among the luminance values at which the frequency is maximized as the standard luminance value in the reinforcing bar region. Reinforcing bar region extraction device.
請求項1に記載の鉄筋領域抽出装置であって、
前記第3手段は、前記特定した鉄筋の領域が隣接するときには、当該隣接する領域を統合し、1つの鉄筋領域として特定する
ことを特徴とする鉄筋領域抽出装置。
The reinforcing bar region extracting device according to claim 1,
When the specified reinforcing bar areas are adjacent to each other, the third means integrates the adjacent areas and specifies one reinforcing bar area. The reinforcing bar area extracting apparatus.
情報処理装置により、鉄筋を撮影した画像から、鉄筋の領域を抽出する鉄筋領域抽出方法であって、
前記情報処理装置は、
前記画像において、前記鉄筋の軸方向に対して垂直に並んだピクセルの輝度をスキャンし、隣接するピクセル間で輝度が不連続になる箇所を連結して、領域の境界線であるエッジを抽出する第1ステップと、
前記画像における各ピクセルの輝度分布に基づいて、鉄筋の領域における輝度値の標準値である標準輝度値を計算する第2ステップと、
前記抽出したエッジに挟まれた各領域における輝度の範囲が、前記計算した標準輝度値を含む場合に、当該領域を鉄筋の領域として特定する第3ステップと、
を実行することを特徴とする鉄筋領域抽出方法。
A reinforcing bar region extraction method for extracting a reinforcing bar region from an image obtained by photographing a reinforcing bar by an information processing device,
The information processing apparatus includes:
In the image, the luminance of pixels arranged perpendicular to the axial direction of the reinforcing bar is scanned, and the locations where the luminance is discontinuous between adjacent pixels are connected to extract an edge that is a boundary line of the region. The first step;
A second step of calculating a standard luminance value which is a standard value of the luminance value in the region of the reinforcing bar based on the luminance distribution of each pixel in the image;
A third step of specifying the region as a reinforcing bar region when the luminance range in each region sandwiched between the extracted edges includes the calculated standard luminance value;
Reinforcement region extraction method characterized by performing
情報処理装置に、鉄筋を撮影した画像から、鉄筋の領域を抽出する方法を実行させるための鉄筋領域抽出プログラムであって、
前記画像において、前記鉄筋の軸方向に対して垂直に並んだピクセルの輝度をスキャンし、隣接するピクセル間で輝度が不連続になる箇所を連結して、領域の境界線であるエッジを抽出する第1ステップと、
前記画像における各ピクセルの輝度分布に基づいて、鉄筋の領域における輝度値の標準値である標準輝度値を計算する第2ステップと、
前記抽出したエッジに挟まれた各領域における輝度の範囲が、前記計算した標準輝度値を含む場合に、当該領域を鉄筋の領域として特定する第3ステップと、
を含むことを特徴とする鉄筋領域抽出プログラム。
A reinforcing bar region extraction program for causing an information processing device to execute a method of extracting a reinforcing bar region from an image of a reinforcing bar,
In the image, the luminance of pixels arranged perpendicular to the axial direction of the reinforcing bar is scanned, and the locations where the luminance is discontinuous between adjacent pixels are connected to extract an edge that is a boundary line of the region. The first step;
A second step of calculating a standard luminance value which is a standard value of the luminance value in the region of the reinforcing bar based on the luminance distribution of each pixel in the image;
A third step of specifying the region as a reinforcing bar region when the luminance range in each region sandwiched between the extracted edges includes the calculated standard luminance value;
Reinforcing bar region extraction program characterized by including.
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