JP2017037026A - 壁面撮像装置 - Google Patents
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Abstract
Description
(1)ラインセンサを狭小遊間にある障害物の影響を最小にして安定して移動させる機構。
(2)ラインセンサを被写界深度が浅いため、ラインセンサと壁面との距離(撮影距離)を一定に保持し、ピントがずれないようにする機構。
第一の本体部は、狭小遊間の壁面を撮像する第一の撮像部と、壁面に接触するローラー部と、を有する。
第二の機構は、第一の本体部に設けられたワイヤガイドをワイヤに引っ掛け、ワイヤを壁面側に押し付ける。
第一の撮像部の移動した距離を計測するエンコーダを備える。
第一の本体部の移動方向に取り付けられ、壁面を撮像する第二の撮像部を備える第二の本体部を備える。
ローラー部が有するローラーは、ローラー幅を所定幅とし、ローラー芯に間欠的に配置する。
(A)ラインセンサを壁面に沿って安定して移動させる第一の機構は、狭小遊間の壁面に二本のワイヤを張り固定し、二本のワイヤをガイドとして、ラインセンサを搭載した装置(以降、第一の本体部と呼ぶ)を、牽引ワイヤで一定速度で牽引する機構である。
(B)ラインセンサと狭小遊間の壁面との距離を一定に保持させる第二の機構は、上記二本のワイヤを壁面側に押さえ付けることで、第一の本体部を壁面側に押し付け、ラインセンサと壁面との距離を一定に保持させる機構である。また、単にラインセンサを壁面に押し付けただけではラインセンサの撮影距離を保持できないため、ラインセンサの周辺には、壁面と接触してラインセンサの撮影距離を一定にする支持部を設ける。ただしラインセンサをスムーズに移動させるため、支持部は壁面に対して摩擦が少ないローラーなどを用いることが好適である。
第一の本体部の構成について説明する。
ローラー部4は、調整部6のラインセンサ3の周辺に設けられ、壁面と接触してラインセンサ3の撮影距離を一定にする。図1では二つのローラー部4がラインセンサ3の前後に設けられている。ここで、撮影距離はローラー部4が壁に接触する点からラインセンサ3の表面までの距離となる。また、ローラー部4を用いた理由は、壁面と接触した際、摩擦を低減し第一の本体部1をスムーズに移動できるようにするためである。なお、ラインセンサ3と同等の長さの円筒形のローラーを備えたローラー部4を用いても摩擦を低減できるが、狭小遊間内の凹凸は複雑であり、極小の突起物など(型枠の段差、釘などの突起物、経年によるエフロレッセンス、コケなどの付着物)でも撮影距離が変化してしまう。例えば、コンパネの釘穴の跡などの直径3[mm]程度で高さ5[mm]のモルタルの突起部が一箇所でも存在した場合、上記円筒形のローラーを用いると撮影距離は5[mm]以上となりピンボケの画像となる。そこで図1の例ではローラー芯に対して、できる限りローラー幅を狭く(所定幅)した複数のローラーを間欠的に配置し、突起物の影響を受けにくくしている。なお、ローラーには摩擦低減効果の大きいベアリングを備えたものが好適である。なお、所定幅は、実験やシミュレーションにより定められ、4から6[mm]幅のローラーを30から50[mm]間隔で配置するのがよい。
外側溝71aと内側溝71bを配置した理由は、第一の本体部1を移動させる方向を変える際には、第一の本体部1を上下反転させなければならないため、両方向兼用で使用できるようにするためである。
図1に示す第二の本体部2は、CCDカメラ14と反射鏡収納部15(反射鏡16、保護板17)とを有する壁面状態撮像部(第二の撮像部)、CCDカメラ18(第二の撮像部)、照明部19、打音検査部20(点検ハンマ21、集音マイク22)、ワイヤガイド7c、7d、ローラー部23、24、ヒンジ25a、25bを備えている。
反射鏡収納部15は、壁面を映す反射鏡16、第二の本体部2の内部及び反射鏡16を保護する保護板17を有する。反射鏡16は反射鏡収納部15の右側端辺15aから反射鏡収納部15の左側端辺15bに傾斜して配置される。保護板17は、例えば、壁面を反射鏡16に映すことができる透明なアクリル板などを用いる。
照明部19は図1の第二の本体部2の右面に設けられ、CCDカメラ18が撮像する際に狭小遊間を照明する。照明部19は、例えば、LED((Light Emitting Diode)などである。
ローラー部24は図1では第二の本体部2の右面に設けられている。ローラー部24のローラーは、極小の突起物に影響されて撮影距離が頻繁に変動することを回避するために、ローラー幅を狭く(所定幅)し、ローラー芯に間欠的に配置される。例えば、ローラーは第二の本体部2より壁面側に0.5[mm]程度出すことにより、第二の本体部2と壁面との摩擦を低減させる。なお、所定幅は実験やシミュレーションにより定められ、例えば、4から6[mm]幅のローラーを30から50[mm]間隔で配置するのがよい。
ヒンジ25aは第二の本体部2の上面の右端部に連結され、ヒンジ25aは第二の本体部2の下面の右端部に連結され、ワイヤ26の両端がヒンジ25a、ヒンジ25bに連結されている。また、ワイヤ26に設けられている金具27には、第一の本体部1及び第二の本体部2を一定速度で牽引する第一の機構が有する牽引ワイヤが連結されている。
図2は、壁面撮像装置の上面図と側面図の一実施例を示す図である。図2に示す第一の本体部1及び第二の本体部2は裏面側が示されている。すなわち、図1で示したラインセンサ3などが設けられている表面と反対の面が示されている。
ワイヤ固定部201a、201b、201c、201dは狭小遊間の壁面に張ったワイヤ206a、206bを固定する。
また、滑車203と巻取部205は、第一の本体部1及び第二の本体部2を移動させる際に用いられ、巻取部205を一定速度で回転させ、牽引ワイヤ204を巻き取るとともに滑車203側に戻すことで、一定速度で第一の本体部1及び第二の本体部2を移動させることができる。なお、巻取部205はモータなどにより回転させることで、牽引ワイヤ204を巻き取る。
第二の機構は、ワイヤガイド7a、7cに引っ掛けたワイヤ206aと、ワイヤガイド7b、7dに引っ掛けたワイヤ206bと、をワイヤ抑込部202a、202b、202c、202dを用いて壁面側に押し付け、第一の本体部1及び第二の本体部2を壁面側に押さえ付ける機構である。
ラインセンサ3はピントが合う範囲が狭く、壁面の凹凸によって撮像した画像にピンボケが生ずる可能性が高い。そこでラインセンサ3が適正な撮影距離を保持できる機構(調整部6)を設ける。図3は、調整部6の構造の一実施例を示す断面図である。図3の断面図は図1のAA断面を示す図である。
図4は、壁面撮像装置及び情報処理装置403の構成の一実施例を示す図である。
第一の本体部1又は第二の本体部2は処理部401と通信部402を有している。処理部401は、例えば、CPU(Central Processing Unit)、マルチコアCPU、プログラマブルなデバイス(FPGA(Field Programmable Gate Array)やPLD(Programmable Logic Device)など)を用いた回路が考えられる。通信部402は、情報処理装置403の通信部404と通信をする。ただし、処理部401と通信部402は、第一の本体部1あるいは第二の本体部2それぞれが有していてもよい。
ステップS1では、処理部401が情報処理装置403から撮像開始要求を取得したか否かを判定し、撮像開始要求を取得した場合(Yes)にはステップS2に移行し、撮像開始要求を取得していない場合(No)にはステップS1で待機する。
ステップS4では、ラインセンサ3が所定距離を移動したか否かを処理部401が判定し、所定距離移動した場合(Yes)にはステップS5に移行し、所定距離移動していない場合(No)にはステップS4で所定距離移動するまで待機する。なお、ラインセンサ3が移動した距離はエンコーダ5の計測したカウント値を用いて求める。
ステップS3からステップS5の処理において、例えば撮像対象範囲の距離が10[m]である場合、ラインセンサ3が1[m]進むごとに1[m]分の撮像画像を10回に分けて情報処理装置403に送信してもよいし、ラインセンサ3が10[m]進んでから一度に10[m]分の撮像画像を情報処理装置403に送信してもよい。
2 第二の本体部
3 ラインセンサ
4 ローラー部
5 エンコーダ
6 調整部
7a、7b、7c、7d ワイヤガイド
8、9、24、23 ローラー部
10a、10b、11a、11b、25a、25b ヒンジ
12、26 ワイヤ
13、27 金具
14、18 CCDカメラ
15 反射鏡収納部
16 反射鏡
17 保護板
19 照明部
20 打音検査部
21 点検ハンマ
22 集音マイク
71a 外側溝
71b 内側溝
71c 支持部
71d 滑車
200a、200b 支持部
201a、201b、201c、201d ワイヤ固定部
202a、202b、202c、202d ワイヤ抑込部
203 滑車
204 牽引ワイヤ
205 巻取部
206a、206b ワイヤ
301 バネ
401、405 処理部
403 情報処理装置
402、404 通信部
Claims (9)
- 狭小遊間の壁面を撮像する第一の撮像部と、前記壁面に接触するローラー部と、を備える第一の本体部と、
前記第一の本体部を壁面に沿って安定して移動させる第一の機構と、前記ローラー部を前記壁面側に押し付け、前記第一の撮像部と前記壁面との距離を一定に保持させる第二の機構と、を有する移動部と、
を備えることを特徴とする壁面撮像装置。 - 請求項1に記載の壁面撮像装置であって、
前記第一の機構は、
前記壁面に固定した二本のワイヤをガイドとして、前記第一の本体部に連結された牽引ワイヤを一定速度で牽引し、
前記第二の機構は、
前記第一の本体部に設けられたワイヤガイドを前記ワイヤに引っ掛け、前記ワイヤを前記壁面側に押し付ける、
ことを特徴とする壁面撮像装置。 - 請求項2に記載の壁面撮像装置であって、
前記第一の本体部は、前記壁面の形状に応じて前記第一の撮像部の位置を調整する調整部を備える、
ことを特徴とする壁面撮像装置。 - 請求項3に記載の壁面撮像装置であって、
前記第一の撮像部の移動した距離を計測するエンコーダを備える、
ことを特徴とする壁面撮像装置。 - 請求項1に記載の壁面撮像装置であって、
前記第一の本体部の移動方向に取り付けられ、前記壁面を撮像する第二の撮像部を備える第二の本体部を備える、
ことを特徴とする壁面撮像装置。 - 請求項2に記載の壁面撮像装置であって、
前記移動部は、前記ワイヤガイドに引っ掛けた前記ワイヤを前記壁面側に押し付けて調整するワイヤ抑込部を備える、
ことを特徴とする壁面撮像装置。 - 請求項1に記載の壁面撮像装置であって、
前記ローラー部が有するローラーは、前記ローラー幅を所定幅とし、ローラー芯に間欠的に配置する、
ことを特徴とする壁面撮像装置。 - 請求項5に記載の壁面撮像装置であって、
前記第一の本体部の前記ワイヤガイド、及び、前記第二の本体部に設けられるワイヤガイドは、前記第一の本体部1及び前記第二の本体部の外側方向に設けられる外側溝と内側方向に設けられる内側溝とを備え、前記外側溝と前記内側溝の間には支持部があり、前記支持部は内部に滑車を有し、前記滑車は前記外側溝及び前記内側溝に突出するように配置され、前記ワイヤを前記滑車に通すと前記滑車に前記ワイヤが乗る構造である、
ことを特徴とする壁面撮像装置。 - 請求項1又は5に記載の壁面撮像装置であって、
前記第一の本体部は、遠隔操作可能な点検ハンマ及び集音マイクを有する打音検査部を備える、
ことを特徴とする壁面撮像装置。
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