JP2016078987A

JP2016078987A - 昇降路内寸法測定装置

Info

Publication number: JP2016078987A
Application number: JP2014211599A
Authority: JP
Inventors: 博道北原; Hiromichi Kitahara
Original assignee: Hitachi Building Systems Co Ltd
Current assignee: Hitachi Building Systems Co Ltd
Priority date: 2014-10-16
Filing date: 2014-10-16
Publication date: 2016-05-16

Abstract

【課題】大掛かりな測定装置の設置や、作業員による実測作業を要することなく、エレベータの昇降路内の各部の寸法を測定することができる昇降路内寸法測定装置の提供。
【解決手段】本発明に係る測定装置１は、撮影範囲の物体との距離を画像として認識できる距離画像カメラ２と、この距離画像カメラ２の撮影画像から立体図形を作成するために、各画像を撮影したときの塔内高さを計算する高さ計算部１４と、撮影した角度を検出する回転角検出部１５と、撮影画像を補正する画像補正部５と、撮影画像の特徴を有する部位を抽出する特徴抽出部６と、抽出した特徴に基づいて同一の特徴を有する部位を見つける特徴一致部７と、複数の画像間で同一の特徴に基づいて画像を繋ぎ合せて立体図形を作成する立体合成部８と、この立体合成部８で作成された立体図形に基づいて各部の寸法を計算する寸法計算部９とを備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、画像認識機能を有し、エレベータの昇降路内の各部の寸法を測定する昇降路内寸法測定装置に関する。

エレベータの付け替えや改修の工事の際には事前準備として、付け替える部品が昇降路内に収容可能であることを確認しておく必要がある。したがって、エレベータの昇降路内の各部の寸法を正確に把握するために、工事を実施する予定のエレベータの昇降路内の各部の寸法を測定し、寸法図面を作成する作業が必要になる。

この作業は、昇降路内に作業員が入り込んでかご上に乗り込み、このかご上で作業員がレーザ距離計やメジャーを用いて昇降路内の各部の寸法を実測する必要が有り、多大な労力を要する。このようなことから、昇降路内の各部の測定作業を安全に実施することを考慮した従来技術が特許文献１に開示されている。

特開２００６−６２７９６号公報

前述した従来技術は、大掛かりな測定装置をかご上に精密に固定するように設置する作業が必要であり、この作業に時間がかかる問題がある。なお、昇降路の最上部、最下部の寸法は、前述の測定装置では測定できないことから、従来通り作業員が実測する必要がある。また測定装置は、レーザ光を昇降路の内壁に向けて水平に照射することから、レーザ光の影になる部分は測定できないという問題もあった。

本発明は、前述した従来技術における実情からなされたもので、その目的は、大掛かりな測定装置の設置や、作業員による実測作業を要することなく、エレベータの昇降路内の各部の寸法を測定することができる昇降路内寸法測定装置を提供することにある。

前記目的を達成するために、本発明に係る昇降路内寸法測定装置は、エレベータの昇降路内の各部の寸法を測定する昇降路内寸法測定装置において、撮影範囲の物体との距離を画像として認識できる距離画像カメラと、この距離画像カメラの撮影画像から立体図形を作成するために、各画像を撮影したときの塔内高さを計算する高さ計算部と、撮影した角度を検出する回転角検出部と、撮影画像を補正する画像補正部と、撮影画像の特徴を有する部位を抽出する特徴抽出部と、抽出した特徴に基づいて同一の特徴を有する部位を見つける特徴一致部と、複数の画像間で同一の特徴に基づいて画像を繋ぎ合せて立体図形を作成する立体合成部と、この立体合成部で作成された立体図形に基づいて各部の寸法を計算する寸法計算部とを備えたことを特徴としている。

本発明に係る昇降路内寸法測定装置は、大掛かりな測定装置の設置や、作業員による実測作業を要することなく、エレベータの昇降路内の各部の寸法を測定することができるコンパクトな構成とすることができる。また、本発明は、昇降路の最上部、中間部、及び最下部を、距離画像カメラで撮影する簡単な操作で塔内立体図形を作成し、精密な昇降路内の各部の寸法の測定を行うことができる。また、本発明は、昇降路の内部の塔内機器の形状・寸法も精度良く計測することができる。これらのことから本発明は、エレベータの付け替えや改修の工事のために塔内機器の寸法図面を作成する作業の効率を、従来に比べて向上させることができる。

本発明に係る昇降路内寸法測定装置の一実施形態の要部構成を示す図である。本実施形態の操作方法を示す図である。本実施形態に備えられる距離画像カメラの動作原理を示す図である。本実施形態で実施される特徴抽出方法を示す図である。本実施形態で実施される立体合成方法を示す図である。本実施形態で実施される距離による画像の補正方法を示す図である。本実施形態で実施される傾きによる画像の補正方法を示す図である。本実施形態で実施される高さによる画像の補正方法を示す図である。本実施形態で実施される角度による画像の測定方法を示す図である。本実施形態で実施される塔内機器の測定方法を示す図である。本実施形態で実施される撮影方法の第１の例を示す図である。本実施形態で実施される撮影方法の第２の例を示す図である。

以下、本発明に係る昇降路内寸法測定装置の実施の形態を図面に基づいて説明する。

図１は、本発明に係る昇降路内寸法測定装置の一実施形態の要部構成を示す図である。この図１に示す本実施形態に係る測定装置１は、この測定装置１に備えられた距離画像カメラ２により撮影した複数の距離画像から立体合成を行い、この測定装置１に備えられた表示機１１に表示する。

撮影方法としては、図２に示す筐体状の外形を有する本実施形態に係る測定装置１を、例えば図１１に示すように、かご３５の上で作業員３６が手持ちで撮影するか、図１２に示すように、ロープ３８を囲むように配置され手動若しくは電動で回転する回転台３７に測定装置１を乗せて撮影する。

図２に示す記録開始釦１２ａを押すことにより、図１に示すタイマー部４が動作を開始し、一定周期で距離画像を撮影し、撮影時刻とともに図１に示す画像記録部３の画像格納部３ａに格納する。なお、記録終了釦１２ｂを押すことにより、距離画像の撮影は終了する。

距離画像カメラ２は、図３に示すように、発光素子２２と複数の距離画像測定素子２０によって構成されている。距離画像測定素子２０では、発振機２３による信号で発光素子２２が高速で明滅を繰り返している。この光は、レンズ２６で集光され投射光２７ａとなり、対象物２１に投射される。対象物２１で反射された光は反射光２７ｂとなり、レンズ２６を通り、受光素子２４により電気信号に変換されるが、空間を経由しているために信号に遅延が発生しており、発振機２３の信号との位相差が発生する。これを位相比較部２５で比較することにより、対象物２１との距離に比例した距離信号２９ａを発生させる。

この距離信号２９ａを素子選択部２８により一定順序で選択することにより、通常のカメラと同様な信号形式で、距離画像信号２９ｂが作成される。

距離画像信号２９ｂは、距離が遠く位相差が大きい場合に信号レベルが高くなる。通常の画像表示部は、信号レベルが高くなると白く表示されるので、距離画像は遠くのものは白く、近くのものは黒く表示されることになる。

距離画像カメラ２で作成された距離画像信号２９ｂを、図１に示す画像記録部３の画像格納部３ａに格納することにより、対象物２１との距離を表した距離画像が作成される。

距離画像カメラ２の撮影可能な画角は通常、９０度前後であり、全周３６０度の距離画像を得るためには、同一部位がオーバーラップして映るように撮影を行う。撮影した各距離画像の中で、同一部位が撮影した画像を見つけ出し、同一部位を基準に各距離画像を繋ぎ合せる。例えば、同一位置で水平に回転して撮影した画像を繋ぎ合せることにより、全周３６０度の塔内を輪切りにした立体画像を合成する。塔内を輪切りにした立体画像を上下方向に繋ぎ合せることにより、塔内の立体画像を合成する。

画像を繋ぎ合せるためには、各画像より同一部位を見つける必要がある。このためには、画像の特徴のある部位を抽出して比較を行う。

図１の特徴抽出部６では、特徴を抽出するために、距離画像測定素子２０を、例えば図４に示すように４素子単位で区分を行い、特徴パターン５０ａから特徴パターン５０ｐの特徴パターンが、撮影した各距離画像内のどこにあるかを抽出する。区分は４素子単位だけとは限らず、素子数を増減することも可能である。

図１の特徴一致部７では、検出した特徴パターンを各距離画像の間で比較を行い、画像上の一致がある場合、特徴有りとして一致点数を付け、複数の一致点が有る場合は点数を追加する。

一致点数の上位のものを同一部位が映った画像と判断し、特徴パターンを基準に図１の立体合成部８で画像を合成する。

例えば、図５に示すように、距離画像カメラ２ａで撮影した距離画像５１ａと、距離画像カメラ２ｂで撮影した距離画像５１ｂとでは、図１０にも示すレール３１と、昇降路の壁面３３に固定されるブラケット３２の形状が一致することを検出し、これを合成することにより距離画像５１ｃを得る。

立体合成部８での立体合成にあたり、昇降路内の各部の形状は階床毎に似通っている部位が多く、場合によっては誤って合成する虞がある。これを防ぐために距離画像の補正とグループ化による選択を行う。

距離画像の補正の一手法として、図６に示すように、対象物２１ａを撮影し、距離画像カメラ２ｃで撮影した距離画像５２ａ、及び距離画像カメラ２ｄで撮影した距離画像５２ｂを得た場合、対象物２１ａは、対象物画像５３ａ及び対象物画像５３ｂのように異なる寸法として撮影される。この場合は、対象物画像５３ｂに距離による補正を行い、対象物画像５３ｃとして対象物画像５３ａとの比較を行う。

距離画像の補正の別の手法を示す図７においては、距離画像カメラ２ｅを同図７に示すように水平状態にして測定した場合、回転角５４ａは検出されず、画像は対象物画像５５ａとなる。

これを距離画像カメラ２ｆのように傾けた状態で撮影すると、回転角センサを有する図１の回転角検出部１５で回転角５４ｂが検知され、画像５５ｂのように画像５５ａと異なる形状として撮影される。

このときには、回転角５４ｂに示す傾きの信号に基づいて画像５５ｃのように回転角の補正を行うことにより、水平状態の画像５５ａとの比較が可能になる。

グループ化の１つの手法としては、撮影時の塔内での高さによりグループ分けを行う。

加速度による高さの変化の例を図８に示してあるが、本実施形態に係る測定装置１の上下方向の移動による加速度を加速度センサを有する図１の加速度検出部１３で検出し、これを同図１の高さ計算部１４で積分することにより速度信号を作成する。これを再度積分することにより、高さを表す信号とする。この高さ信号がほぼ同一な位置で撮影したものを同一のグループとして扱う。

グループ分けの別の手法としては、図９に示すように、例えば距離画像カメラ２をかご３５の上で水平に回転させながら撮影するときに、図１の回転角検出部１５により回転角を検出しておく。

カメラ位置２ｇで撮影した画像は、カメラ位置２ｈ，２ｎでは同一部位が撮影される可能性があるので同一方向のグループとして扱う。

このように近傍で撮影したと判断されるもの同士をグループ化し、グループ内でのみ画像の比較を行うことにより、誤った合成の防止と、比較回数の減少による合成時間の短縮を実現できる。

図１０に示すように、距離画像カメラ２の画角は上下方向にも広がっているので、水平方向だけでなく、上下からも対象物の形状を撮影する。これにより水平方向だけでは測定が不可能なレール３１の後部のブラケット３２の形状も撮影でき、これを立体図形として表してレール３１の寸法を確認することができる。

図１の寸法計算部９では立体図形により、塔内最小寸法等の据え付けや改修に必要な部位の寸法計算を、前述した距離画像信号２９ｂを基準に行う。距離画像信号２９ｂは基準寸法９ａとして寸法計算部９に格納される。同一部位を撮影した複数の画像から、寸法の平均値を取ることにより、各部位の相対的な寸法については誤差を少なくすることができる。

しかし、測定した寸法には、図３の位相比較部２５の精度による誤差が生じており、これは画像からは補正することができない。そこで例えば、図１２に示すかご横幅３９の画像を、図２に示す表示機１１に表示させて測定寸法１２ｃを表示させ、操作部１２によって予め決まっている設計寸法１２ｄを登録することにより、設計時の寸法と測定時の寸法との比較を行い、立体画像より認識したかご横幅３９との比率を計算する。その比率により画像上の寸法を補正し測定精度を高めることができる。

図１の画像表示部１０は、立体図形の立体画像を計算した寸法とともに、表示機１１に表示させる処理を行う。このときの画像を、付け替える部品を重ねて表示機１１に表示させることにより、部品が昇降路内に収容可能であることを容易に確認することができる。

前述したように本実施形態に係る測定装置１は、１つの筐体内に距離画像カメラ２と、複数の処理部とを備えた構成としてある。処理部は少なくとも距離画像カメラ２の撮影画像から立体図形を作成するために、各画像を撮影したときの塔内高さを計算する高さ計算部１４と、撮影した角度を検出する回転角検出部１５とを含んでいる。また処理部は、撮影画像を補正する画像補正部５と、撮影画像の特徴を有する部位を抽出する特徴抽出部６と、抽出した特徴に基づいて同一の特徴を有する部位を見つける特徴一致部７と、複数の画像間で同一の特徴に基づいて画像を繋ぎ合せて立体図形を作成する立体合成部８と、この立体合成部８で作成された立体図形に基づいて各部の寸法を計算する寸法計算部９とを含んでいる。

すなわち本実施形態に係る測定装置１によれば、大掛かりな測定装置の設置や、作業員による実測作業を要することなく、エレベータの昇降路内の各部の寸法を測定することができるコンパクトな構成とすることができる。また、本実施形態は、昇降路の最上部、中間部、及び最下部を、距離画像カメラ２で撮影する簡単な操作で塔内立体図形を作成し、精密な昇降路内の各部の寸法の測定を行うことができる。また、本実施形態は、昇降路の内部の塔内機器の形状・寸法も精度良く計測することができる。これらのことから本実施形態は、エレベータの付け替えや改修の工事のために塔内機器の寸法図面を作成する作業の効率を向上させることができる。

１測定装置（本実施形態）
２距離画像カメラ
２ａ〜２ｎ距離画像カメラ
３画像記録部
３ａ画像格納部
４タイマー部
５画像補正部
６特徴抽出部
７特徴一致部
８立体合成部
９寸法計算部
１０画像表示部
１１表示機
１２操作部
１３加速度検出部
１４高さ計算部
１５回転角検出部
２１対象物
２１ａ〜２１ｃ対象物
２２発光素子
２３発信機
５０ａ〜５０ｐ特徴パターン
５１ａ〜５１ｃ距離画像
５２ａ，５２ｂ距離画像
５３ａ〜５３ｃ対象物画像
５４ａ，５４ｂ回転角
５５ａ〜５５ｃ対象物画像

Claims

エレベータの昇降路内の各部の寸法を測定する昇降路内寸法測定装置において、
撮影範囲の物体との距離を画像として認識できる距離画像カメラと、この距離画像カメラの撮影画像から立体図形を作成するために、各画像を撮影したときの塔内高さを計算する高さ計算部と、撮影した角度を検出する回転角検出部と、撮影画像を補正する画像補正部と、撮影画像の特徴を有する部位を抽出する特徴抽出部と、抽出した特徴に基づいて同一の特徴を有する部位を見つける特徴一致部と、複数の画像間で同一の特徴に基づいて画像を繋ぎ合せて立体図形を作成する立体合成部と、この立体合成部で作成された立体図形に基づいて各部の寸法を計算する寸法計算部とを備えたことを特徴とする昇降路内寸法測定装置。
請求項１に記載の昇降路内寸法測定装置において、
撮影時の塔内における高さを基準に、画像をグループ化する高さグループ化手段を有することを特徴とする昇降路内寸法測定装置。
請求項１に記載の昇降路内寸法測定装置において、
撮影時の方向を基準に、画像をグループ化する撮影方向グループ化手段を有することを特徴とする昇降路内寸法測定装置。
請求項１に記載の昇降路内寸法測定装置において、
前記立体合成部は、前記距離画像カメラの上下方向の距離画像を使用し立体図形を作成する手段を有することを特徴とする昇降路内寸法測定装置。
請求項１に記載の昇降路内寸法測定装置において、
前記寸法計算部は、登録した機器の寸法に基づいて測定方法を補正する手段を有することを特徴とする昇降路内寸法測定装置。