JP2022027268A - Determination system and mobile body - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、判定システム及び移動体に関する。 The present invention relates to a determination system and a mobile body.
カメラなどの計測装置を移動体(車両、ドローンなど)に取り付けて、外環境の状態(周りの車両、道路の状態、トンネルの状態など)を判定する判定システムが知られている。なお、外環境の状態を計測する計測装置としては、広角のレンズを有するカメラ、複数のカメラ(ステレオカメラ)、LiDARなどが知られている。 A determination system is known in which a measuring device such as a camera is attached to a moving body (vehicle, drone, etc.) to determine the state of the external environment (vehicles around, road state, tunnel state, etc.). As a measuring device for measuring the state of the external environment, a camera having a wide-angle lens, a plurality of cameras (stereo camera), LiDAR, and the like are known.
特許文献1には、移動体に搭載され、該移動体が移動する路面を撮像する第1の撮像装置と、前記移動体に搭載され、前記第1の撮像装置に対して該移動体の進行方向側の前記路面を撮像する第2の撮像装置と、前記第2の撮像装置により撮像された撮像画像に基づき前記第1の撮像装置の撮像条件を決定する撮像制御部と、を備える撮像システムが開示されている。
ところで、路面のヒビ等の対象物の状態(例えば、凹凸)を計測装置により計測しようとした場合、路面等の対象物(被写体)に照射される光源(太陽、照明装置等)の向きにより、計測が困難になるおそれがあった。また、計測装置としてLiDARを用いた場合、対象物の状態(例えば、凹凸)とLiDARの角度との関係によって、不具合が生じるおそれがあった。このため、従来の計測システムでは、計測方向を変えて対象物を複数回計測することが行われている。 By the way, when trying to measure the state (for example, unevenness) of an object such as a crack on the road surface by a measuring device, it depends on the direction of the light source (sun, lighting device, etc.) irradiating the object (subject) such as the road surface. There was a risk that measurement would be difficult. Further, when LiDAR is used as the measuring device, there is a possibility that a problem may occur depending on the relationship between the state of the object (for example, unevenness) and the angle of LiDAR. For this reason, in the conventional measurement system, the object is measured a plurality of times by changing the measurement direction.
よって、本発明は、対象物と計測装置との位置関係による不具合を抑制し、効率よく対象物の状態を判定する判定システム及び移動体を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a determination system and a moving body that efficiently determine the state of an object by suppressing defects due to the positional relationship between the object and the measuring device.
本実施の形態の一観点によれば、移動体に搭載され、対象物の状態を判定する判定システムであって、第1の方向を計測する第1計測装置と、前記第1の方向とは異なる向きの第2の方向を計測する第2計測装置と、前記第1計測装置及び前記第2計測装置とで得られた情報に基づいて、前記対象物の状態を判定する処理部と、を備え、前記処理部は、前記第1計測装置で得られた情報に基づいて、前記対象物の状態を判定する第1パターンと、前記第2計測装置で得られた情報に基づいて、前記対象物の状態を判定する第2パターンと、を有する、判定システムである。 According to one aspect of the present embodiment, the first measuring device, which is a determination system mounted on a moving body and determines the state of an object and measures the first direction, and the first direction are the same. A second measuring device that measures a second direction in a different direction, and a processing unit that determines the state of the object based on the information obtained by the first measuring device and the second measuring device. The processing unit is provided with the target based on the first pattern for determining the state of the object based on the information obtained by the first measuring device and the information obtained by the second measuring device. It is a determination system having a second pattern for determining the state of an object.
本発明によれば、対象物と計測装置との位置関係による不具合を抑制し、効率よく対象物の状態を判定する判定システム及び移動体を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a determination system and a moving body that efficiently determine the state of an object by suppressing defects due to the positional relationship between the object and the measuring device.
本発明を実施するための形態について、以下に説明する。尚、同じ部材等については、同一の符号を付して説明を省略する。 The embodiment for carrying out the present invention will be described below. The same members and the like are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.
本実施形態に係る判定システムを備える移動計測装置10について、図1から図4を用いて説明する。
The movement measuring
図1は、本実施形態に係る判定システムを備える移動計測装置10を説明する側面図である。なお、以下の説明において、車両20の進行方向を前方向(前進方向)、その逆方向を後方向(後進方向)、重力方向を下方向、その逆方向を上方向、進行方向にみて水平右方向を右方向、その逆方向を左方向、と称するものとする。また、車両20の進行方向を白抜き矢印で示す。また、計測装置30a,30bの撮像方向(計測方向)を一点鎖線で示す。また、計測装置30a,30bの撮像範囲(計測範囲)を破線で示す。
FIG. 1 is a side view illustrating a
移動計測装置10は、路面100を走行しながら、路面(対象物)100の状態を計測する装置である。移動計測装置10は、車両(移動体)20と、車両20に取り付けられた計測装置30a,30bと、処理装置40と、を備えている。また、車両20に搭載される計測装置30a,30b及び処理装置40は、判定システムを構成する。
The movement measuring
車両20は、路面100上を走行(移動)可能に構成されている。
The
車両20の前方には、マウント50aが取り付けられる。マウント50aには、撮像方向が略下向きになるように計測装置30aが取り付けられている。計測装置30aの撮像方向(第1の方向)は、角度θ1で進行方向側に向かって傾斜している。
A
車両20の後方には、マウント50bが取り付けられる。マウント50bには、撮像方向が略下向きになるように計測装置30bが取り付けられている。計測装置30bの撮像方向(第2の方向)は、角度θ2で進行方向とは反対側に傾斜している。
A
このような構成により、移動計測装置10は、路面100上を進行方向に走行しながら計測装置30a,30b内のステレオカメラ31(後述する図2参照)で路面100を撮像することにより、計測の対象物である路面100の凹凸や道路の状態(白線が消えていないか等)を計測することができるようになっている。より具体的には、道路の平坦性(進行方向の凹凸)、わだち掘れ量、ひび割れ率といった路面性状値を計測することができる。その後、これら3つの路面性状値に基づいてMCI(Maintenance Control Index)を求めることができる。MCIは、計測後に計測データを外部機器であるPC、タブレット端末などに送信して求めてもよく、車両20にPCを備えつけて計測移動しながら求めてもよい。
With such a configuration, the
処理装置40は、計測装置30a,30bで撮像した路面100の情報(撮像データ)が入力され、路面100の状態を判定する。
The
次に、計測装置30a,30bについてさらに説明する。ここで、計測装置30aと計測装置30bとは、撮像方向が異なる点を除き、同様の構造を有している。このため、後方側の計測装置30bについて図2及び図3を用いて説明し、重複する前方側の計測装置30aの説明は省略する。図2は、計測装置30bを側方側から見た断面図である。図3は、計測装置30bを下方側から見た斜視図である。
Next, the
計測装置30bは、レンズ32a,32bを有するステレオカメラ(計測器、撮像装置)31と、ステレオカメラ31を固定するカメラマウント(計測器固定部)33と、ステレオカメラ31を覆う保護カバー34と、を有する。
The
ステレオカメラ31は、2つのレンズ32a,32bを有するカメラであり、得られた画像データを処理することにより計測対象までの距離を計測することができる。なお、計測装置30bが備える撮像装置は、ステレオカメラ31であるものとして説明するが、これに限定されるものではない。例えば、被写体の状態を確認したい場合には、撮像装置として単眼のレンズを有するカメラを備える構成であってもよい。また、計測装置30bが備える撮像装置の数は、1つに限られるものではなく、2つ以上であってもよい。撮像装置を複数備える構成とすることにより、より広範囲の計測データを取得することができる。また、ステレオカメラ31のレンズ32a,32bを焦点距離が35mm以下の広角のレンズとすることにより、より広範囲の計測データを取得することができるようにしてもよい。また、計測装置30bの計測器として、LiDARを備える構成であってもよい。
The
ステレオカメラ31は、カメラマウント(計測器固定部)33を介して、マウント50b(図1参照)に取り付けられる。なお、カメラマウント33は、角度θ2を調整する角度調整機能を有していてもよい。
The
図2に示すように、計測装置30bのステレオカメラ31の撮像方向は、車両20(図1参照)の進行方向に対して所定の角度を有している。換言すれば、計測装置30bを幅方向から見た際、一点鎖線で示すステレオカメラ31の撮像方向は、二点鎖線で示す鉛直方向(上下方向)に対して、車両20の進行方向の逆向き(後方)に向かって所定の角度θ2で傾斜している。なお、車両20の前方に取り付けられる計測装置30aのステレオカメラの撮像方向は、鉛直方向(上下方向)に対して、車両20の進行方向(前方)に向かって所定の角度θ1で傾斜している。
As shown in FIG. 2, the image pickup direction of the
なお、角度θ1と角度θ2は、異なっていてもよく、同じ(傾く方向は互いに逆向きで角度の絶対値が等しい)であってもよい。 The angle θ1 and the angle θ2 may be different or the same (the tilting directions are opposite to each other and the absolute values of the angles are the same).
保護カバー34は、例えば樹脂プレートと樹脂プレートを支持するアルミフレームで構成されており、下面側に(即ち、撮像装置の撮像方向側に)開口部を有する箱体を形成している。なお、ステレオカメラ31は、保護カバー34の内部空間に配置されている。保護カバー34は、光源200(後述する図5参照)からの光がレンズ32a,32bに直接入射することを防止する。また、保護カバー34は、雨風等からステレオカメラ31を保護する。
The
図4は、処理装置40を説明するブロック図である。処理装置40には、計測装置30aで撮像された画像と、計測装置30bで撮像された画像と、が入力される。
FIG. 4 is a block diagram illustrating the
処理装置40は、計測装置30aおよび/または計測装置30bで撮像された画像に基づいて、計測対象の状態を判定する判定部41を機能として有する。
The
また、判定部41は、第1判定部411と、第2判定部412と、第3判定部413と、を機能として有する。
Further, the
なお、本明細書における判定とは、計測対象が所定の状態であるか否かを判定するだけでなく、上述の路面性状値やMCIといった計測対象の状態を表すパラメータがどのような値になっているかを判定することも意味する。 In addition, the determination in the present specification not only determines whether or not the measurement target is in a predetermined state, but also what values are the parameters representing the state of the measurement target such as the above-mentioned road surface property value and MCI. It also means determining whether or not it is.
第1判定部411は、計測装置30aで得られた情報に基づいて、対象物の状態を判定する。第2判定部412は、計測装置30bで得られた情報に基づいて、対象物の状態を判定する。第3判定部413は、計測装置30aで得られた情報及び計測装置30bで得られた情報に基づいて、対象物の状態を判定する。
The
なお、判定部41は、第1判定部411と、第2判定部412と、を有する構成であってもよい。また、判定部41は、第3判定部413のみを有する構成であってもよい。
The
次に、本実施形態に係る判定システムを備える移動計測装置10について、図5から図7を用いて説明する。図5は、本実施形態に係る判定システムを備える移動計測装置10による検査方法を説明する模式図である。図6は、路面100に形成された凹部110の部分拡大図である。
Next, the
移動計測装置10は、路面100上を進行方向に走行しながら、計測装置30a,30bで路面100の画像を撮像する。ここで、図5に示すように、路面100には、凹部110が形成されているものとする。移動計測装置10は、実線で示す移動計測装置10の位置まで走行し、前方の計測装置30aで路面100の凹部110を撮像する。そして、移動計測装置10は、実線で示す移動計測装置10の位置から二点鎖線で示す移動計測装置10の位置まで更に走行し、後方の計測装置30bで路面100の凹部110を撮像する。
The
また、路面100は、太陽、照明装置等の光源200によって照らされている。このため、凹部110の内部には、光源200からの光が照射されない暗部110aと、光源200からの光が照射される明部110bと、が形成される。また、図6に示すように、計測装置30a,30bにおいて、路面100の凹部110を撮像する際の撮像方向が異なる。
Further, the
図7は、計測装置30a,30bで撮像された画像の一例を示す図である。(a)は計測装置30aで撮像した画像であり、(b)は計測装置30bで撮像した画像である。
FIG. 7 is a diagram showing an example of images captured by the measuring
図5において、凹部110に対し光源200が移動計測装置10の進行方向の側に位置している。凹部110を通過する前の移動計測装置10(実線で示す)では、凹部110に対して、計測装置30aと光源200が逆方向に位置する。このため、図7(a)に示すように、明部112と比較して暗部111の割合が大きくなる。このため、計測装置30aは、好適に凹部110を計測することができる。
In FIG. 5, the
一方、凹部110を通過した後の移動計測装置10(二点鎖線で示す)では、凹部110に対して、計測装置30aと光源200が同方向に位置する。このため、図7(b)に示すように、明部114と比較して暗部113の割合が小さくなる。このため、計測装置30bは、凹部110を計測することが困難となる。
On the other hand, in the movement measuring device 10 (indicated by a two-dot chain line) after passing through the
なお、図示は省略するが、凹部110に対し光源200が移動計測装置10の進行方向の側に位置している場合、計測装置30aは凹部110を計測することが困難となり、計測装置30bは好適に凹部110を計測することができる。
Although not shown, when the
判定部41は、計測装置30aで得られた情報に基づいて、対象物を判定する第1判定部411及び計測装置30bで得られた情報に基づいて、対象物を判定する第2判定部412を用いて凹部110を判定することにより、凹部110と光源200との位置関係によらず、好適に凹部110を判定することができる。
The
また、判定部41は、第3判定部413を用いて凹部110を判定する。判定部41の第3判定部413は、計測装置30aで得られた情報及び計測装置30bで得られた情報に基づいて、対象物の状態を判定する。例えば、計測装置30aで得られた明暗情報及び計測装置30bで得られた明暗情報の平均値を算出する。これにより、暗部と明部との明暗の差が明確になり、好適に凹部110を判定することができる。
Further, the
ここで、参考例に係る移動計測装置について説明する。参考例に係る移動計測装置は、本実施形態に係る移動計測装置10と比較して、前方の計測装置30aを有しない点で異なっている。即ち、参考例に係る移動計測装置は、後方の計測装置30bのみを備える。
Here, the movement measuring device according to the reference example will be described. The mobile measuring device according to the reference example is different from the
参考例に係る移動計測装置で路面100を走行しながら凹部110を撮像した場合、光源200の向きによって図7(b)に示すような暗部の面積少ない画像が得られる。このため、処理装置40の判定部41において、凹部110の検出精度が低下するおそれがある。
When the
また、参考例に係る移動計測装置において、凹部110の検出精度を向上させる場合、路面100上を進行方向に向かって走行しながら路面100を撮像した後に、再度同じ路面100上を往復走行しながら路面100を撮像することにより、図7(b)に示すような暗部の面積が少ない画像と図7(a)に示すような暗部の面積が多い画像が得られる。しかしながら、参考例に係る移動計測装置において、同じ路面100を往復走行する必要があり、作業時間が増加する。
Further, in the movement measuring device according to the reference example, when improving the detection accuracy of the
これに対し、本実施形態に係る移動計測装置10では、計測装置30aの計測方向が車両20の進行方向に傾き(角度θ1)、計測装置30bの計測方向が車両20の進行方向とは逆向きに傾く(角度θ2)ことにより、1回の走行で図7(a)及び図7(b)に示す画像を取得することができる。これにより、処理装置40の判定部41において、凹部110の検出精度を向上させることができる。また、本実施形態に係る移動計測装置10では、同じ路面100を往復走行する必要がなく、作業時間を短縮することができる。
On the other hand, in the
なお、角度θ1の絶対値及び角度θ2の絶対値は、0°以上25°以下が好ましい。角度θ1が25°以上となると、計測装置30aの撮像範囲に、車両20の前方を走行する他の車両が入り込み路面100が見えづらくなるおそれがある。同様に、角度θ2が25°以上となると、計測装置30bの撮像範囲に、車両20の後方を走行する他の車両が入り込み路面100が見えづらくなるおそれがある。
The absolute value of the angle θ1 and the absolute value of the angle θ2 are preferably 0 ° or more and 25 ° or less. When the angle θ1 is 25 ° or more, another vehicle traveling in front of the
また、角度θ1の絶対値及び角度θ2の絶対値は、等しいことが好ましい。これにより、計測装置30aの画像のスケールと計測装置30bの画像のスケールとが同等となり、凹部110の検出する際の比較が容易となる。計測装置30aのステレオカメラ31の解像度と、計測装置30bのステレオカメラ31の解像度とは、等しいことが好ましい。これにより、凹部110の検出する際の計測装置30aの画像と計測装置30bの画像との比較が容易となる。
Further, it is preferable that the absolute value of the angle θ1 and the absolute value of the angle θ2 are equal. As a result, the scale of the image of the measuring
また、角度θ1及び角度θ2のうち、いずれか一方は、路面100に対して垂直であってもよい。
Further, either one of the angle θ1 and the angle θ2 may be perpendicular to the
以上、移動計測装置10の実施形態等について説明したが、本発明は上記実施形態等に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形、改良が可能である。
Although the embodiment of the
移動計測装置10は、移動体として車両20を用いるものとして説明したが、これに限られるものではない。移動体は、例えば、検査面を走行する走行体であってもよく、検査面に沿って飛行するドローンであってもよい。
Although the
計測装置30a,30bの計測器として、ステレオカメラ31を用いるものとして説明したが、これに限られるものではない。計測器は、例えば、単眼カメラであってもよく、広角カメラであってもよく、LiDARであってもよい。計測器としてLiDARを用いた場合、対象物の状態(例えば、凹凸)とLiDARの角度との関係によって、不具合が生じるおそれがある。計測装置30aのLiDARと計測装置30bのLiDARとで計測方向が異なることにより、対象物の状態の不具合の抑制することができる。
Although the
処理装置40は、車両20に搭載されるものとして説明したが、これに限られるものではなく、車両20外に設けられていてもよい。例えば、計測装置30a,30bで撮像された画像を記録媒体(図示せず)に記録しておき、記録媒体に記憶された画像を処理装置40で読み込んで、路面100の凹凸等を検出してもよい。また、計測装置30a,30bで撮像された画像を通信装置(図示せず)を介して車両20外に設けられた処理装置40に送信し、処理装置40が路面100の凹凸等を検出してもよい。
Although the
移動計測装置10は、路面100を検査するものとして説明したが、これに限られるものではない。路面100の側壁、トンネルの内壁(側壁、天井壁)等を検査する構成に適用してもよい。
The
10 移動計測装置
20 車両(移動体)
30a,30b 計測装置
31 ステレオカメラ(計測器)
32a,32b レンズ
33 カメラマウント(計測器固定部)
34 保護カバー
40 処理装置(処理部)
41 判定部
411 第1判定部
412 第2判定部
413 第3判定部
100 路面(対象物)
110 凹部
110a 暗部
110b 明部
200 光源
10
30a,
32a,
34 Protective cover 40 Processing device (processing unit)
41
110
Claims (9)
第1の方向を計測する第1計測装置と、
前記第1の方向とは異なる向きの第2の方向を計測する第2計測装置と、
前記第1計測装置及び前記第2計測装置とで得られた情報に基づいて、前記対象物の状態を判定する処理部と、を備え、
前記処理部は、
前記第1計測装置で得られた情報に基づいて、前記対象物の状態を判定する第1パターンと、
前記第2計測装置で得られた情報に基づいて、前記対象物の状態を判定する第2パターンと、を有する、
判定システム。 It is a judgment system that is mounted on a moving object and judges the state of an object.
The first measuring device that measures the first direction,
A second measuring device that measures a second direction different from the first direction,
A processing unit for determining the state of the object based on the information obtained by the first measuring device and the second measuring device is provided.
The processing unit
Based on the information obtained by the first measuring device, the first pattern for determining the state of the object and
It has a second pattern for determining the state of the object based on the information obtained by the second measuring device.
Judgment system.
前記第1計測装置で得られた情報及び前記第2計測装置で得られた情報の平均に基づいて、前記対象物の状態を判定する第3パターンを有する、
請求項1に記載の判定システム。 The processing unit
It has a third pattern of determining the state of the object based on the average of the information obtained by the first measuring device and the information obtained by the second measuring device.
The determination system according to claim 1.
第1の方向を計測する第1計測装置と、
前記第1の方向とは異なる方向の第2の方向を計測する第2計測装置と、
前記第1計測装置及び前記第2計測装置とで得られた情報に基づいて、前記対象物の状態を判定する処理部と、を備え、
前記処理部は、
前記第1計測装置で得られた情報及び前記第2計測装置で得られた情報の平均に基づいて、前記対象物の状態を判定する第3パターンを有する、
判定システム。 It is a judgment system that is mounted on a moving object and judges the state of an object.
The first measuring device that measures the first direction,
A second measuring device that measures a second direction different from the first direction,
A processing unit for determining the state of the object based on the information obtained by the first measuring device and the second measuring device is provided.
The processing unit
It has a third pattern of determining the state of the object based on the average of the information obtained by the first measuring device and the information obtained by the second measuring device.
Judgment system.
前記第2の方向は前記移動体の進行方向とは逆向きに傾く、
請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の判定システム。 The first direction is inclined toward the traveling direction of the moving body,
The second direction is inclined in the direction opposite to the traveling direction of the moving body.
The determination system according to any one of claims 1 to 3.
請求項4に記載の判定システム。 The absolute value of the angle at which the first direction is tilted is equal to the absolute value of the angle at which the second direction is tilted.
The determination system according to claim 4.
請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の判定システム。 Of the first direction and the second direction, one direction is a direction perpendicular to the object, and the other direction is a direction different from the vertical direction.
The determination system according to any one of claims 1 to 3.
請求項1乃至請求項6のいずれか1項に記載の判定システム。 The first measuring device and the second measuring device are stereo cameras.
The determination system according to any one of claims 1 to 6.
請求項1乃至請求項7のいずれか1項に記載の判定システム。 The absolute value of the angle at which the first direction is tilted and the absolute value of the angle at which the second direction is tilted are 0 ° or more and 25 ° or less.
The determination system according to any one of claims 1 to 7.
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